Le misurazioni della rotazione della galassia tendono verso la gravità modificata

La perdita di gravità nelle galassie richiede materia oscura o una modifica gravitazionale o inerziale. Questa relazione statistica può distinguere probabilità teoriche di fondamentale importanza tra l’accelerazione centripeta osservata delle particelle in moto orbitale e l’accelerazione newtoniana attesa dalla distribuzione osservata dei barioni nelle galassie.

Abbiamo fatto diverse ricerche, ma no materia oscura Si trovano particelle. Di conseguenza, alcuni astronomi optano per un’alternativa, come la dinamica newtoniana modificata (MoND) o il modello gravitazionale modificato. Un recente studio sulla rotazione delle galassie sembra confermarlo.

il Rotazione galattica Supporta l’idea di MoND. MoND fa diverse previsioni eccezionali sulla dinamica delle galassie. In teoria, MOND può essere raggiunto mediante gravità modificata.

Tutte le stelle all’interno della galassia ruotano all’incirca alla stessa velocità. Invece di scendere, la curva di svolta è praticamente piatta. Secondo l’interpretazione della materia oscura, le galassie sono circondate da un invisibile alone di materia, ma nel 1983 Mordehay Milgrom affermò che il nostro modello gravitazionale doveva essere sbagliato.

il attrazione gravitazionale interstellare Principalmente newtoniano a distanze interstellari. Per questo motivo, Milgrom suggerì di cambiare la legge di gravitazione universale di Newton al posto della relatività generale. lo ha rivendicato gravità Ha una leggera resistenza residua indipendentemente dalla distanza, in contrasto con la forza di attrazione che è una pura relazione inversa del quadrato. Sebbene questo residuo costituisca solo circa 10 trilioni di parti di un Ge, è sufficiente per spiegare le curve di rotazione galattica.

La curva di rotazione di una tipica galassia a spirale M 33 (punti gialli e blu con barre di errore) e la curva proiettata dalla distribuzione della materia visibile (linea bianca). La discrepanza tra le due curve viene calcolata aggiungendo un alone di materia oscura che circonda la galassia. Credito: pubblico dominio/wikipedia

Certo, anche un piccolo ritocco La teoria della gravità di Newton Richiede di cambiare le equazioni di Einstein. Pertanto, MoND è stato generalizzato in diversi modi, tra cui AQUAL, che sta per A Quadradic Lagrangiana. Il modello convenzionale AQUAL e LCDM può spiegare le curve di rotazione galattica osservate, ma ci sono alcune sottili differenze.

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È qui che entra in gioco un recente studio. La velocità di rotazione delle stelle nelle loro orbite interne rispetto a quelle esterne è una differenza tra AQUAL e LCDM. La distribuzione delle texture nel LCDM deve controllare entrambi; Quindi la curva deve essere sferica. A causa delle dinamiche della teoria, AQUAL prevede una piccola inclinazione della curva. Sebbene statisticamente dovrebbe esserci poca differenza tra le distribuzioni di velocità intrinseca ed estrinseca, è troppo debole per essere rilevata in una singola galassia.

Questo lavoro considera 152 galassie con RC di buona qualità selezionate dal database Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC). Le teorie gravitazionali MOND recentemente modificate (AQUAL e QUMOND) sono state testate con il segmento più esterno delle curve di rotazione (RC). Hanno scoperto che AQUAL è preferito a QUMOND perché l’intensità del campo esterno desiderata di AQUAL è in buon accordo con il valore previsto dagli ambienti cosmici, mentre il valore richiesto di QUMOND è leggermente superiore al valore previsto.

È quindi interessante chiedersi se AQUAL possa prevedere correttamente la frazione intrinseca osservata di RC. Contrariamente agli RC esterni, le proprietà previste numericamente degli RC interni sotto AQUAL (anche QUMOND) sono troppo complesse perché una singola curva del modello le descriva a livello di accelerazione. Come mostrato dagli scienziati per le diverse configurazioni, AQUAL e QUMOND predicono inequivocabilmente che i RC della parte interna deviano, anche se di una quantità insignificante, dalla relazione algebrica MOND anche quando la parte interna è in regime di accelerazione supercritica.

Per la prima volta, la materia oscura, la gravità modificata e l’inerzia modificata vengono testate e caratterizzate osservando insieme e separatamente le parti interne ed esterne delle curve di rotazione galattica.

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Autori sottolineatoE il “Il risultato è entusiasmante, ma non inverte definitivamente la materia oscura. Il modello AQUAL ha problemi, come la sua incoerenza con l’osservazione lente gravitazionale dalle galassie. Ma è una vittoria per la teoria del perdente, che fa esclamare alcuni astronomi “Vive le MoND!”

Riferimento rivista:

  1. Chae, Kyuhyun. “Distinguendo la materia oscura, la gravità modulata e l’inerzia modificata con le parti interne ed esterne delle curve di rotazione galattica”. Giornale astrofisico 941,1 (2022): 55. arXiv: 2207.11069v4

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