In einer wilden Entwicklung haben Physiker eine alternative Gravitationstheorie wiederbelebt

In den dunklen Tiefen des Weltraums werden unsere Modelle des Universums chaotisch. Eine neue Studie, die sich mit der superdiffundierten Zwerggalaxie AGC 114905 befasst, hat eine umstrittene Theorie (oder genauer gesagt eine Hypothese) über die Schwerkraft wiederbelebt und uns mehr Fragen als Antworten darüber gegeben, was unsere Galaxien bewegt.

Alles beginnt mit dunkler Materie – oder in diesem Fall gibt es keine dunkle Materie. Obwohl sich die meisten Kosmologen darin einig sind, dass es etwas gibt, das als „Dunkle Materie“ bezeichnet wird und Spiralgalaxien dazu bringt, sich schneller zu drehen, als sie sollten, beantwortet die Dunkle Materie nicht alle Fragen, die wir brauchen.

Es ist also keine gute Idee, nach alternativen Optionen zu suchen. Weißt du, nur für den Fall, dass wir Dinge nicht finden können.

Eine alternative Hypothese für Dunkle Materie wird Modified Newton Dynamics (MOND) oder Milgromian Dynamics Framework genannt. Diese Hypothese – erstmals 1983 vom Physiker Mordihai Milgrom veröffentlicht – legt nahe, dass wir keine dunkle Materie brauchen, um die Gravitationslücken im Universum zu füllen, wenn wir die Gravitationskräfte berechnen, denen Sterne in den äußeren galaktischen Regionen von den Newtonschen Gesetzen abweichen. Empfehlen.

Um diese Idee zu testen, die das Arbeiten im Verhältnis zum Radius oder zur Zentripetalbeschleunigung eines Sterns beinhaltet, müssen wir uns die Geschwindigkeiten von Galaxien ansehen – insbesondere von exotischen Galaxien wie ultradiffusen Galaxien.

Diese düsteren, hässlichen Entchen in der galaktischen Welt haben die Angewohnheit, sich nicht wie eine Galaxie zu verhalten. Zum Beispiel einige superdiffuse Galaxien erscheinen Es besteht fast ausschließlich aus dunkler Materie, während andere Materialien fast vollständig frei von dunkler Materie sind.

Hier kommt AGC 114905 ins Spiel. Diese hochdiffuse Zwerggalaxie, die etwa 250 Millionen Lichtjahre entfernt ist, wurde kürzlich in einem im Jahr 2021 veröffentlichten Artikel ausführlich untersucht, in dem untersucht wurde, wie schnell sie sich dreht.

Aber dieses Team stellte fest, dass die Rotation der Galaxie zu langsam war – langsam genug, dass sie nicht nur dunkle Materie benötigen, um die Modelle zu bestätigen, sondern auch die galaktische Rotationskurve, die Zweifel am MOND-Gerüst aufkommen lässt. Es passt nicht zu beiden Hypothesen.

„Die sehr niedrige Rotationsgeschwindigkeit dieser Galaxie ist sowohl mit MOND als auch mit dem Standardansatz der Dunklen Materie nicht vereinbar“, sagt Hong-Sheng Zhao, Physiker von der University of St. Andrews und einer der Forscher des neuen Papiers.

“Aber nur Mond kann diesen scheinbaren Widerspruch umgehen.”

Das neue Papier hat die Entdeckung von 2021 enthüllt, was darauf hindeutet, dass das Problem nicht bei MOND liegt, sondern bei der Neigung der Galaxie selbst.

Wenn wir entfernte Galaxien in den Tiefen des Weltraums betrachten, kann es manchmal schwierig sein, den Winkel zu bestätigen, den wir sehen. Das ursprüngliche Team stellte fest, dass AGC 114905 elliptisch zu sein schien, was darauf hinweist, dass wir die Galaxie aus einem Winkel betrachten.

Aber mithilfe von Simulationen schlagen die Forscher nun vor, dass die Galaxie auch dann elliptisch erscheinen könnte, wenn sie uns direkt gegenübersteht. Wenn wir den Winkel der Galaxie für uns ändern, ändert sich auch die Rotationsgeschwindigkeit der Galaxie, was alle MOND-Berechnungen schließlich aufgehen lässt.

„Unsere Simulationen zeigen, dass die Neigung von AGC 114905 viel geringer sein könnte als berichtet, was bedeutet, dass sich die Galaxie tatsächlich viel schneller dreht, als die Leute denken, was den Vorhersagen von MOND entspricht“, sagt der Hauptautor des neuen Papiers. Physiker Indranil Banik, ebenfalls von der University of St. Andrews.

Nun ist diese Frage noch offen. Wir wissen nicht, ob diese neue Karte oder die Karte von 2021 zum Sieger gekürt wird – oder zumindest die gesündeste.

In der Zwischenzeit, wenn diese neue Entdeckung fortbesteht, sieht es so aus, als könnte das MOND-Framework noch einen Tag weitergehen. So wild MOND auch sein mag, mit dunkler Materie, die immer noch schwer fassbar ist, und so vielen anderen Fragen, die noch beantwortet werden müssen, brauchen wir alle Optionen, die wir bekommen können.

Die Suche wurde veröffentlicht in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.

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