Galaksinin dönüşünün yeni ölçümleri, karanlık madde için bir açıklama olarak değiştirilmiş yerçekimine yöneliyor

Karanlık madde, standart kozmolojik modelin merkezi bir parçası olmasına rağmen, sorunları da var. Maddeler hakkında rahatsız edici gizemler olmaya devam ediyor, en önemlisi bilim adamlarının ona dair hiçbir doğrudan parçacık kanıtı bulamamış olmaları.

Çok sayıda aramaya rağmen, henüz karanlık madde parçacıklarını tespit edemedik. Bu nedenle bazı gökbilimciler, değiştirilmiş Newton dinamikleri (MoND) veya değiştirilmiş yerçekimi modeli gibi bir alternatifi tercih ediyor. Ve yeni bir galaktik rotasyon çalışması onları destekliyor gibi görünüyor.

MoND fikri galaktik rotasyondan esinlenmiştir. Bir galaksideki görünür maddenin çoğu ortada kümelenmiştir, bu nedenle güneş sistemimizin gezegenlerine benzer şekilde merkeze daha yakın yıldızların daha uzaktaki yıldızlardan daha yüksek yörünge hızlarına sahip olmasını beklersiniz. Gözlemlediğimiz şey, bir galaksideki yıldızların hepsinin yaklaşık olarak aynı hızda döndüğüdür. Dönme eğrisi, düşmek yerine esasen düzdür. Karanlık madde çözümü, galaksilerin bir görünmez madde halesi ile çevrili olduğudur, ancak 1983’te Mordehai Milgrom, yerçekimi modelimizin yanlış olması gerektiğini savundu.

Yıldızlararası mesafelerde, yıldızlar arasındaki çekimsel çekim esasen Newtoncudur. Dolayısıyla Milgrom, genel göreliliği değiştirmek yerine Newton’un evrensel yerçekimi yasasını değiştirmeyi önerdi. Saf bir ters kare ilişkisi olarak çekim kuvvetinden ziyade, yerçekiminin mesafeden bağımsız olarak küçük bir artık çekişe sahip olduğunu savundu. Bu kalıntı, bir G’nin yalnızca yaklaşık 10 trilyonda biridir, ancak galaktik dönüş eğrilerini açıklamaya yeterlidir.

Tabii ki, Newton’un yerçekimine sadece küçük bir terim eklemek, Einstein’ın denklemlerini de değiştirmeniz gerektiği anlamına gelir. Dolayısıyla MoND, “ikinci dereceden bir Lagrangian” anlamına gelen AQUAL gibi çeşitli şekillerde genelleştirilmiştir. Hem AQUAL hem de standart LCDM modeli, gözlemlenen galaktik dönüş eğrilerini açıklayabilir, ancak bazı ince farklar vardır.

AQUAL ve LCDM arasındaki bir fark, iç yörüngedeki yıldızların dış yörüngedeki yıldızlara karşı dönüş hızlarıdır. LCDM için, her ikisi de maddenin dağılımı tarafından yönetilmelidir, bu nedenle eğri düzgün olmalıdır. AQUAL, teorinin dinamikleri nedeniyle eğride küçük bir bükülme öngörüyor. Tek bir galakside ölçülemeyecek kadar küçük ama istatistiksel olarak iç ve dış hız dağılımları arasında küçük bir kayma olmalı.

Bu makalenin yazarı, Spitzer Fotometri ve Doğru Dönme Eğrileri (SPARC) veritabanında gözlemlendiği gibi 152 gökadanın yüksek çözünürlüklü hız eğrilerine baktı. AQUAL ile anlaşmada bir değişiklik buldu. Veriler, standart karanlık madde kozmolojisine göre değiştirilmiş yerçekimini destekliyor gibi görünüyor.

Sonuç heyecan verici, ancak karanlık maddeyi kesin olarak tersine çevirmiyor. AQUAL modelinin, galaksiler tarafından gözlemlenen yerçekimsel mercekleme ile uyuşmazlığı gibi kendi sorunları vardır. Ancak bazı gökbilimcilerin “Yaşasın MoND!”

Araştırma şu adreste yayınlandı: arXiv ön baskı sunucusu.