In een wilde ontwikkeling hebben natuurkundigen een alternatieve zwaartekrachttheorie nieuw leven ingeblazen

In de donkere diepten van de ruimte worden onze modellen van het universum chaotisch. Een nieuwe studie naar het superdiffuse dwergstelsel AGC 114905 heeft een controversiële theorie (of Meer precies, een hypothese) dan zwaartekracht, en het gaf ons meer vragen dan antwoorden over wat onze sterrenstelsels drijft.

Alles begint met donkere materie – Of in dit geval is er geen donkere materie. Hoewel de meeste kosmologen het erover eens zijn dat er iets is dat ‘donkere materie’ wordt genoemd, veroorzaakt Spiraalstelsels draaien sneller dan zou moetenZelfs donkere materie beantwoordt niet alle vragen die we nodig hebben.

Het is dus geen goed idee om naar enkele alternatieve opties te kijken. Weet je, voor het geval we dingen niet kunnen vinden.

Een alternatieve hypothese wordt donkere materie genoemd Gemodificeerde Newton-dynamiek (MOND) of Milgromiaanse dynamiek raamwerk. Deze hypothese – voor het eerst gepubliceerd door natuurkundige Mordihai Milgrom in 1983 – suggereert dat we geen donkere materie nodig hebben om de gravitatiegaten in het universum te vullen, als we de zwaartekrachten berekenen die sterren in de buitenste galactische gebieden anders ervaren dan de wetten van Newton. Stel voor.

Om dit idee te testen, waarbij wordt gewerkt in verhouding tot de straal of centripetale versnelling van een ster, moeten we kijken naar de snelheden van sterrenstelsels – met name exotische sterrenstelsels zoals Ultra wijdverbreide sterrenstelsels.

Deze vage, lelijke eendjes in het galactische rijk hebben de gewoonte om zich niet als galactisch te gedragen. Bijvoorbeeld sommige superverspreidende sterrenstelsels lijken Het bestaat bijna volledig uit donkere materie, terwijl andere materialen bijna volledig verstoken zijn van donkere materie.

En dat is waar AGC 114905 om de hoek komt kijken. Dit dwergstelsel is zeer diffuus. Ongeveer 250 miljoen lichtjaar verwijderd Onlangs gedetailleerd in Gepubliceerd in 2021 Onderzoek hoe snel het draait.

Maar dit team ontdekte dat de rotatie van de melkweg te langzaam was – langzaam genoeg dat ze niet alleen donkere materie nodig hebben om de modellen te bevestigen, maar ook de galactische rotatiecurve die twijfel doet rijzen over het MOND-raamwerk. Het past in geen van beide hypothesen.

“De gerapporteerde extreem lage rotatiesnelheid van dit sterrenstelsel is onverenigbaar met zowel MOND als de standaard benadering van donkere materie,” Natuurkundige van de Universiteit van St. Andrews en een van de onderzoekers van het nieuwe artikel, Hong-Sheng Zhao.

“Maar alleen Mond is in staat om deze schijnbare tegenstrijdigheid te omzeilen.”

Het nieuwe artikel heeft de ontdekking van 2021 onthuld, wat suggereert dat het probleem niet bij MOND ligt, maar eerder bij de kanteling van de melkweg zelf.

Wanneer we naar verre sterrenstelsels in de diepten van de ruimte kijken, kan het soms moeilijk zijn om de hoek die we zien te bevestigen. Het oorspronkelijke team ontdekte dat AGC 114905 elliptisch leek, wat aangeeft dat we vanuit een hoek naar de melkweg kijken.

Maar met behulp van simulaties suggereren de onderzoekers nu dat het sterrenstelsel elliptisch zou kunnen lijken, zelfs wanneer het ons rechtstreeks aankijkt. Het veranderen van de hoek van de melkweg voor ons zal ook de rotatiesnelheid van de melkweg veranderen, waardoor alle MOND-berekeningen toch optellen.

“Onze simulaties laten zien dat de kanteling van AGC 114905 veel lager kan zijn dan wat is gerapporteerd, wat betekent dat de melkweg in feite veel sneller roteert dan mensen denken, in overeenstemming met de voorspellingen van MOND”, De hoofdauteur van het nieuwe artikel, natuurkundige Indranil Panek, zegt:ook van de Universiteit van St. Andrews.

Nu staat deze vraag nog open. We weten niet of deze nieuwe kaart, of de 2021-kaart als zegevierend zal worden gekroond – of in ieder geval de gezondste.

In de tussentijd, als deze nieuwe ontdekking aanhoudt, lijkt het erop dat het MOND-framework nog een dag kan doorgaan. Hoe wild MOND ook is, donkere materie nog steeds ongrijpbaar en er zijn nog zoveel andere vragen die beantwoord moeten worden, we hebben alle opties nodig die we kunnen krijgen.

De zoekopdracht is gepubliceerd in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society.