Αστροφυσική, Διάστημα

Η θεωρία της σκοτεινής ύλης αμφισβητείται από το αποτέλεσμα σε γαλαξίες πλούσιους σε αέρια

Μια αμφιλεγόμενη θεωρία που αμφισβητεί την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης υπάρχει πίσω από τις μελέτες των γαλαξιών πλούσιων σε αέρια..

Share

galaxy_F549

Μια αμφιλεγόμενη θεωρία που αμφισβητεί την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης υπάρχει πίσω από τις μελέτες των γαλαξιών πλούσιων σε αέρια..

Η χαμηλή επιφανειακή φωτεινότητα σε γαλαξίες σαν τον F549-1 προσδίδει μεγαλύτερη ακρίβεια στις προβλέψεις της θεωρίας MOND (Τροποποιημένη Νευτώνεια Δυναμική)

Αυτή η θεωρία αντί να επικαλείται την σκοτεινή ύλη για την εξήγηση της σταθερότητας των γαλαξιών,  θεωρεί ότι αυτή οφείλεται στην μεταβολή του νόμου του Νεύτωνα σε χώρους όπου η έλξη είναι πολύ χαμηλή.

Μια νέα λοιπόν δημοσίευση στο Physical Review Letters, δείχνει ότι η MOND προβλέπει καλύτερα τη σχέση μεταξύ αφ’ ενός της ταχύτητας περιστροφής των γαλαξιών – πλούσιων σε αέρια – και της μάζας τους.

Ωστόσο, οι επικριτές της άποψης αυτής υποστηρίζουν ότι η θεωρία της σκοτεινής ύλης είναι η καλύτερη γενική περιγραφή του Σύμπαντος που έχουμε μέχρι τώρα.

Η θεωρία που πρότεινε την σκοτεινή ύλη έχει αναπτυχθεί σε μεγάλο βαθμό για να αιτιολογήσει τη μάζα που , αν όλα τα άλλα που νομίζουμε για τη βαρύτητα είναι σωστά, φάνηκε να λείπει από τους περιστρεφόμενους γαλαξίες.

Η στάνταρτ εξήγηση της βαρύτητας θεωρεί ότι μια ύλη που περιστρέφεται, για παράδειγμα μέσα στους σπειροειδείς γαλαξίες, θα πρέπει να περιστρέφεται πιο αργά αν η απόσταση της από το κέντρο του γαλαξία είναι μεγάλη – όπως και οι εξωτερικοί πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα που στρέφονται πιο αργά από ό,τι οι εσωτερικοί πλανήτες.

Όμως η ύλη στους περιστρεφόμενους γαλαξίες φαίνεται σταθερά να περιστρέφεται με ταχύτητες περίπου ίδια είτε είναι κοντά στα κέντρα των γαλαξιών είτε στις άκρες τους.

Στο μοντέλο της θεωρίας της σκοτεινής ύλης, οι κοσμολόγοι πρότειναν την παρουσία μιας τεράστιας ποσότητας αόρατης  έως τώρα, προκειμένου να λύσουν αυτό το πρόβλημα της τεράστιας ταχύτητας των άστρων μακριά από το κέντρο του γαλαξία, που η έλλειψη της κανονικά θα προκαλούσε την διάλυση των γαλαξιών.

Αυτή η σκοτεινή ύλη οι φυσικοί φαντάζονται να υπάρχει σε ένα «φωτοστέφανο» γύρω από τους γαλαξίες, και η οποία να παρέχει την επιπλέον βαρυτική έλξη, απαραίτητη για να επιταχυνθούν τα απομακρυσμένα άστρα και άλλα αντικείμενα.

Αντίθετα, η Τροποποιημένη Νευτώνεια Δυναμική (Mond) εμφανίστηκε για πρώτη φορά το 1983, όταν την πρότεινε ο Mordehai Milgrom του Ινστιτούτου Weizmann στο Ισραήλ.

Η θεωρία του που τροποποιεί το νόμο της βαρύτητας του Νεύτωνα έφερε αναστάτωση στους φυσικούς, αλλά αυτοί που την δέχονται είναι η μειοψηφία.

Τώρα όμως ο Stacy McGaugh του Πανεπιστημίου του Μέριλαντ αναφέρει ότι μια μελέτη των γαλαξιών που έχουν λίγα αστέρια και κυριαρχούνται από αέριο δίνει βάρος στη θεωρία Mond.

Η εργασία του εξαρτάται από την γνωστή σχέση Tully-Fisher, η οποία δείχνει την αλληλεπίδραση μεταξύ της μάζας των γαλαξιών και της ταχύτητας περιστροφής τους.

Ωστόσο, η εκτίμηση της μάζας είναι μια δύσκολη επιχείρηση, διότι εξαρτάται από την ποσότητα του φωτός που εκπέμπει ένας γαλαξίας, και που ποικίλλει σημαντικά ανάλογα με το είδος και τις ποσότητες των άστρων που περιέχουν.

Για να άρει αυτό το λάθος, ο καθηγητής McGaugh μελέτησε 47 γαλαξίες πλούσιους σε αέρια και με λίγα αστέρια, γνωστοί και ως γαλαξίες χαμηλής επιφανειακής φωτεινότητας.

Βρήκε λοιπόν ότι η θεωρία Mond προβλέπει με ωραίο τρόπο τη σχέση μεταξύ των μαζών των γαλαξιών και την ταχύτητα περιστροφής τους. Υποστηρίζει λοιπόν ότι η θεωρία της σκοτεινής ύλης δεν θα είναι πια τόσο ακριβής.

Ωστόσο, ο ίδιος παραδέχθηκε ότι όταν φτάσουμε μέχρι τη μεγάλη κλίμακα των σμηνών των γαλαξιών και προσπαθούμε να εφαρμόσουμε τη Mond, θα αποτύχουμε.

Ο Dan Hooper, ένας θεωρητικός αστροφυσικός στο Εργαστήριο Fermi, δήλωσε ότι η θεωρία του McGaugh  υπερεκτιμά την υπόθεση, από την άποψη ότι υποθέτει πως όλοι οι γαλαξίες θα έχουν την ίδια αναλογία της κανονικής με την σκοτεινή ύλη.

"Μερικοί γαλαξίες έχουν πολύ λίγα αστέρια και αέριο υλικό σε σύγκριση με την σκοτεινή ύλη, και δεν περιμένουμε από τους μεγαλύτερους γαλαξίες να έχουν το ίδιο ποσοστό. Δεν νομίζω λοιπόν ότι η θεωρία Tully-Fisher παίζει ρόλο. Η Mond εξηγεί μόνο γαλαξίες – σε οτιδήποτε άλλο αποτυγχάνει ή απλά δεν μπορεί να το αντιμετωπίσει."

Παρ ‘όλα αυτά, η Mond έχει στο πλευρό της αρκετούς εξέχοντες κοσμολόγους όπως τον McGaugh, που λέει πασχίζει να αποδείξει ότι η Mond είναι σοβαρός ανταγωνιστής της σκοτεινής ύλης.

Πηγή: BBC

About the author

physics4u

Leave a Comment

Share