تميل القياسات الجديدة لدوران المجرات نحو الجاذبية المعدلة كتفسير للمادة المظلمة

على الرغم من أن المادة المظلمة هي جزء أساسي من النموذج الكوني القياسي ، إلا أنها لا تخلو من مشاكلها. لا تزال هناك ألغاز مزعجة حول هذه الأشياء ، وليس أقلها حقيقة أن العلماء لم يجدوا دليلًا مباشرًا على الجسيمات.

على الرغم من عمليات البحث العديدة ، لم نكتشف بعد جسيمات المادة المظلمة. لذا يفضل بعض علماء الفلك بديلًا ، مثل الديناميكيات النيوتونية المعدلة (MoND) أو المعدلة نموذج الجاذبية. ويبدو أن دراسة جديدة لدوران المجرة تدعمهم.

فكرة MoND مستوحاة من دوران المجرة. تتجمع معظم المواد المرئية في المجرة في المنتصف ، لذلك تتوقع أن النجوم الأقرب إلى المركز سيكون لها سرعات مدارية أسرع من النجوم البعيدة ، على غرار كواكب نظامنا الشمسي. ما نلاحظه هو أن النجوم في مجرة ​​كلها تدور بنفس السرعة تقريبًا. منحنى الدوران مسطح بشكل أساسي بدلاً من الانخفاض. يتمثل حل المادة المظلمة في أن المجرات محاطة بهالة من المادة غير المرئية ، ولكن في عام 1983 جادل مورديهاي ميلجروم بأن نموذج الجاذبية الخاص بنا يجب أن يكون خاطئًا.

على مسافات بين النجوم ، فإن جاذبية الجاذبية بين النجوم نيوتونية بشكل أساسي. بدلا من التعديل النسبية العامة، اقترح ميلغروم تعديل قانون نيوتن العالمي للجاذبية. لقد جادل بأنه بدلاً من قوة الجذب كعلاقة مربعة عكسية نقية ، فإن الجاذبية لها شد صغير متبقي بغض النظر عن المسافة. هذه البقايا هي فقط حوالي 10 تريليون جزء من G ، لكنها كافية لشرح منحنيات دوران المجرة.

بالطبع ، مجرد إضافة مصطلح صغير إلى جاذبية نيوتن يعني أنه يتعين عليك أيضًا تعديل معادلات أينشتاين أيضًا. لذلك تم تعميم MoND بطرق مختلفة ، مثل AQUAL ، والتي تعني “لاغرانج رباعي”. يمكن لكل من نموذج AQUAL و LCDM القياسي شرح منحنيات دوران المجرة المرصودة ، ولكن هناك بعض الاختلافات الدقيقة.

هذا هو المكان الذي تأتي فيه دراسة حديثة. يتمثل أحد الاختلافات بين AQUAL و LCDM في سرعة دوران نجوم المدار الداخلي مقابل نجوم المدار الخارجي. بالنسبة إلى LCDM ، يجب أن يخضع كلاهما لتوزيع المادة ، لذا يجب أن يكون المنحنى سلسًا. يتنبأ AQUAL بوجود ثغرة صغيرة في المنحنى بسبب ديناميكيات النظرية. إنها صغيرة جدًا بحيث لا يمكن قياسها في مجرة ​​واحدة ، ولكن من الناحية الإحصائية ، يجب أن يكون هناك تحول بسيط بين توزيعات السرعة الداخلية والخارجية.

لذلك نظر مؤلف هذا البحث في منحنيات السرعة عالية الدقة لـ 152 مجرة ​​كما لوحظ في قاعدة بيانات Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC). وجد تحولا في الاتفاق مع AQUAL. يبدو أن البيانات تدعم الجاذبية المعدلة على علم الكون القياسي للمادة المظلمة.

النتيجة مثيرة ، لكنها لا تنقلب بشكل قاطع المادة المظلمة. نموذج AQUAL له مشاكله الخاصة ، مثل عدم موافقته على عدسة الجاذبية المرصودة المجرات. لكنها انتصار لنظرية المستضعف ، التي جعلت بعض علماء الفلك يهتفون “Vive le MoND!”

تم نشر البحث على arXiv خادم ما قبل الطباعة.