Nov pogled na rotacijo galaksij rešuje kontroverzno teorijo gravitacije

Študija, ki jo je vodil dr. Indranil Banik s šole za fiziko in astronomijo v St Andrewsu, je odkrila visoko predvideno hitrost vrtenja plina v pritlikavi galaksiji, kar je skladno s predhodno ovrženo teorijo, znano kot Milgromova dinamika (MOND). . Prejšnja študija hitrosti vrtenja plina v pritlikavi galaksiji AGC 114905 je pokazala, da se plin vrti zelo počasi, in razglasila teorijo MOND za mrtvo.

Takšne teorije so potrebne za razumevanje našega vesolja, saj se galaksije glede na znano fiziko vrtijo tako hitro, da bi jih moralo razleteti. MOND, kontroverzna alternativa prevladujočemu Splošna teorija relativnosti – Einsteinovo razumevanje gravitacije, ki zahteva, da temna snov drži galaksije skupaj – ne zahteva temne snovi. Ker temna snov ni bila nikoli odkrita, so bile kljub desetletjem mukotrpnega iskanja predstavljene različne teorije, ki pojasnjujejo, kaj drži galaksije skupaj, in razvnemajo se razprave o tem, katera je pravilna. Zelo nizka stopnja vrtenja, o kateri so poročali v študiji Mancera Pina et al, ni v skladu z napovedmi za vesolje, ki ga ureja splošna relativnostna teorija z obilo temne snovi.

Skupina dr. Banika pravi, da je visoka hitrost vrtenja, ki jo napoveduje MONDova teorija gravitacije, skladna z opazovanji, če je naklon galaksije previsok.

Vrtenja zvezd in plina v oddaljenih galaksijah ni mogoče neposredno izmeriti. Iz natančnih spektroskopskih meritev je znana samo komponenta vzdolž vidnega polja. Če pogledate galaksijo skoraj iz oči v oči, se bo večinoma vrtela v ravnini neba. To lahko opazovalce zavede, da mislijo, da se galaksija dejansko vrti zelo počasi, zaradi česar morajo preceniti naklon med diskom in ravninami neba. Ta način presojanja, kako eliptična se zdi galaksija.

Nova študija je raziskala to pomembno vprašanje z uporabo podrobnih MOND simulacij diskaste galaksije, podobne AGC 114905, ki sta jih na Univerzi v Bonnu izvedla Srikanth Nagesh in Pavel Krupa, profesor na Univerzi v Bonnu in Karlovi univerzi v Pragi. Simulacije kažejo, da je lahko videti nekoliko elipsasto, tudi če gledamo obrnjeno naprej. To je zato, ker imajo zvezde in plin v galaksiji gravitacijo in jih je mogoče potegnili v nekoliko nekrožno obliko. Podoben proces povzroča spiralne krake v diskastih galaksijah, ki so tako pogoste, da jih pogosto imenujemo spiralne galaksije.

Posledično je lahko galaksija veliko bližje gledalcu, kot so opazovalci mislili. To bi lahko pomenilo, da se galaksija vrti veliko hitreje, kot poročajo, in tako razbremeni MOND.

Dr. Banick, vodilni avtor nove študije, je dejal: "Naše simulacije kažejo, da je lahko nagib AGC 114905 bistveno manjši od poročanega, kar pomeni, da se galaksija dejansko vrti veliko hitreje, kot si ljudje mislijo glede na pričakovanja MOND." Dr Hongsheng Zhao s šole za fiziko in astronomijo na Univerzi St Andrews je dejal: "Zelo nizka zabeležena stopnja vrtenja te galaksije ni v skladu z MOND in standardnim pristopom k temni snovi. Toda le MOND je sposoben zaobiti to protislovje.«

Nova študija tudi trdi, da je malo verjetno, da bi se podoben učinek "lažnega nagiba" pojavil v okviru standardnega pristopa temne snovi, ker v galaksiji prevladuje gladek halo temne snovi. Zvezde in plin malo vplivajo na gravitacijo, zato disk ni "samogravitirajoč".

To pomeni, da bo verjetno videti zelo okrogel, če ga gledate neposredno, kar podpirajo simulacije, ki jih je izvedla druga skupina. Posledično mora biti opazovana eliptičnost posledica znatnega nagiba med diskom in ravninami neba. V tem primeru bo hitrost vrtenja zelo nizka, kar pomeni, da je v galaksiji malo temne snovi. S tega vidika je nemogoče, da ima izolirana pritlikava galaksija tako majhno količino temne snovi, glede na to, koliko mase ima v obliki zvezd in plina.

Pavlo Krupa, profesor na Univerzi v Bonnu in Karlovi univerzi v Pragi, je o širšem kontekstu teh rezultatov dejal: "Čeprav se MOND dobro obnese pri izvedenih testih, standardni pristop povzroča zelo resne težave na vseh ravneh, od pritlikavih galaksij kot AGC 114905 do kozmoloških lestvic, ki so jih odkrile številne neodvisne skupine".

Lahko pomagate Ukrajini v boju proti ruskim okupatorjem. Najboljši način za to je donacija sredstev oboroženim silam Ukrajine prek Savelife ali preko uradne strani NBU.

Preberite tudi:

• Hubble in širjenje vesolja: Pred 30 leti vesoljski teleskop začel svojo misijo
• Človeštvo ima velike načrte za izkopavanje mineralov v vesolju, a veliko "ampak"