Kütleçekimsel merceklemeyi kullanan bilim insanları, karanlık maddenin galaktik merkezlerden bir milyon ışıkyılının üzerinde uzanabileceğini ortaya çıkardı; bu da kütleçekimsel teorilerimizde veya karanlık madde kavramının kendisinde önemli ayarlamalar yapılmasını önerdi. Kredi bilgileri: SciTechDaily.com
Çığır açan yeni araştırma, galaksilerin dönüş eğrilerinin uzaklara kadar süresiz olarak düz kaldığını ortaya koyuyor ve bu da karanlık maddeye alternatif olarak değiştirilmiş yerçekimi teorisinin tahminlerini doğruluyor.
Bu bulgu, mevcut kozmoloji modellerine meydan okuyor ve ya karanlık madde halelerinin büyük ölçüde genişlediğini ya da kütleçekim teorisi anlayışımızın temelden yeniden değerlendirilmesi gerektiğini öne sürüyor.
Kozmolojide Atılım
Case Western Reserve Üniversitesi’ndeki bilim insanları, geleneksel kozmoloji anlayışına meydan okuyan çığır açıcı bir keşifle, evren algımızı yeniden şekillendirebilecek yeni kanıtlar ortaya çıkardılar.
Case Western Reserve Sanat ve Bilim Koleji Astronomi Bölümü’nde doktora sonrası araştırmacı olan Tobias Mistele, karanlık maddenin gizemli alanını araştırmak için “yerçekimi merceği” kullanan devrim niteliğinde bir tekniğe öncülük etti. Galaksilerin dönüş eğrilerinin milyonlarca ışıkyılı boyunca düz kaldığını ve görünürde sonu olmadığını buldu.
Bilim insanları daha önce uzaya bakıldıkça galaksilerin dönüş eğrilerinin azalması gerektiğine inanıyordu.
Zayıf Mercekleme Dönme Eğrisi modellemesi. Kredi bilgileri: Case Western Reserve Üniversitesi
Geleneksel Kozmik Modellere Zorluk
Geleneksel olarak galaksilerdeki yıldızların davranışları gökbilimcileri şaşırtmıştır. Newton yerçekimine göre dış kenarlardaki yıldızlar meli yerçekimi kuvvetinin azalması nedeniyle daha yavaş olacaktır. Bu gözlemlenmedi, bu da karanlık maddenin çıkarımına yol açtı. Ancak karanlık madde halelerinin bile sona ermesi gerekiyor, dolayısıyla dönüş eğrileri sonsuza kadar düz kalmamalı.
Mistele’nin analizi bu beklentiye meydan okuyor ve şaşırtıcı bir açıklama sağlıyor: Karanlık madde dediğimiz şeyin etkisi önceki tahminlerin çok ötesine uzanıyor ve galaktik merkezden en az bir milyon ışıkyılı kadar uzanıyor.
Tobias Mistele. Kredi bilgileri: Case Western Reserve Üniversitesi
Bu kadar uzun vadeli bir etki, bizim anladığımız şekliyle karanlık maddenin hiç var olmayabileceğini gösterebilir.
“Bu bulgu, mevcut modellere meydan okuyor” dedi ve “ya çok geniş karanlık madde halelerinin var olduğunu ya da yerçekimi teorisi anlayışımızı temelden yeniden değerlendirmemiz gerektiğini öne sürüyor.”
Astrofizik İçin Devrimci Çıkarımlar
Sanat ve Bilim Koleji Astronomi Bölümü profesörü ve yöneticisi Stacy McGaugh, Mistele’nin bulgularının dergide yayınlanması planlandığını söyledi. Astrofizik Günlük Mektuplarıgeleneksel sınırları zorlayın.
McGaugh, “Bu keşfin sonuçları derin” dedi. “Bu sadece karanlık maddeye dair anlayışımızı yeniden tanımlamakla kalmıyor, aynı zamanda bizi modern astrofiziğin dokusuna meydan okuyan alternatif yerçekimi teorilerini keşfetmeye çağırıyor.”
Einstein’ın Teorisini Tersine Çevirmek
Mistele’nin araştırmasında kullandığı birincil teknik olan yerçekimsel merceklenme, Einstein’ın genel görelilik teorisi tarafından tahmin edilen bir olgudur. Temel olarak, bir galaksi kümesi veya hatta tek bir büyük yıldız gibi devasa bir nesnenin, uzak bir kaynaktan gelen ışığın yolunu bükmesiyle ortaya çıkar. Işığın bu şekilde bükülmesi, nesnenin kütlesinin etrafındaki uzay-zaman dokusunu bükmesi nedeniyle gerçekleşir. Işığın galaksiler tarafından bükülmesi, beklenenden çok daha büyük ölçeklerde devam ediyor.
Stacy McGaugh. Kredi bilgileri: Case Western Reserve Üniversitesi
Araştırmanın bir parçası olarak Mistele, bir galaksinin görünür kütlesi ile dönüş hızı arasındaki ampirik ilişkiyi vurgulamak için Tully-Fisher ilişkisi denilen şeyi bir grafik üzerinde çizdi.
Mistele, “Bu ilişkinin var olduğunu biliyorduk” dedi. “Fakat dışarı çıktıkça ilişkinin devam edeceği belli değildi. Bu davranış nereye kadar devam ediyor? Sorun bu, çünkü sonsuza kadar devam edemez.”
Mistele, keşfinin bilimsel topluluk içinde daha fazla araştırma ve işbirliği yapılmasının ve diğer verilerin olası analizinin gerekliliğinin altını çizdiğini söyledi.
Karanlık Madde Teorilerinin Yeniden Değerlendirilmesi
McGaugh, uluslararası parçacık fiziği topluluğunun karanlık madde parçacıklarını tespit etme ve tanımlamaya yönelik Herkülvari (şimdiye kadar başarısız) çabalarına dikkat çekti.
McGaugh, “Ya karanlık madde haleleri beklediğimizden çok daha büyük ya da tüm paradigma yanlış” dedi. “Bu davranışı önceden tahmin eden teori, Moti Milgrom’un 1983’te karanlık maddeye alternatif olarak öne sürdüğü MOND’un değiştirilmiş yerçekimi teorisidir. Dolayısıyla, bu sonucun bariz ve kaçınılmaz olarak tartışmalı yorumu, karanlık maddenin bir kimera olduğudur; belki de bunun kanıtı Einstein’ın bize öğrettiklerinin ötesinde yeni bir yerçekimi teorisine işaret ediyordur.”
Referans: Tobias Mistele, Stacy McGaugh, Federico Lelli, James Schombert ve Pengfei Li’nin “Süresiz Düz Dairesel Hızlar ve Zayıf Merceklerden Baryonik Tully-Fisher İlişkisi”, Kabul Edildi, Astrofizik Günlük Mektupları.
arXiv:2406.09685