Fizikçiler Alternatif Bir Yerçekimi Teorisini Yeniden Canlandırdı

Uzayın karanlık derinliklerinde, Evren modellerimiz dağınık hale gelir. Ultra dağınık cüce gökada AGC 114905'e bakan yeni bir çalışma, tartışmalı bir yerçekimi teorisini (veya daha doğrusu bir hipotezi) yeniden canlandırdı ve bize galaksilerimizi harekete geçiren şeyin ne olduğu hakkında cevaplardan daha fazla soru verdi.

Her şey karanlık maddeyle başlar - ya da bu durumda karanlık madde yok. Çoğu kozmolog, sarmal galaksilerin olması gerekenden daha hızlı dönmesine neden olan 'karanlık madde' adı verilen bir şey olduğu konusunda hemfikir olsa da, karanlık madde bile ihtiyacımız olan tüm soruları yanıtlamıyor.

Bu nedenle, bazı alternatif seçeneklere bakmak kötü bir fikir değil.

Karanlık maddeye alternatif bir hipotez, Modifiye Newton dinamikleri (MOND) veya Milgromian dinamikleri çerçevesi olarak adlandırılır. İlk olarak 1983'te fizikçi Mordehai Milgrom tarafından yayınlanan bu hipotez, eğer dış galaktik bölgelerdeki yıldızların deneyimlediği çekim kuvvetlerini Newton yasalarından farklı bir şekilde hesaplarsak, Evrenin yerçekimi boşluklarını doldurmak için karanlık maddeye ihtiyacımız olmadığını öne sürüyor.

Yıldızın yarıçapı veya merkezcil ivmesi ile orantılı çalışmayı içeren bu fikri test etmek için, galaksilerin hızlarına bakmamız gerekiyor - özellikle ultra-diffuse galaksiler gibi garip olanlar.

Galaksi dünyasının bu çok zayıf, çirkin ördek yavruları, bir galaksinin yapması gerektiği gibi davranmama alışkanlığına sahiptir. Örneğin, bazı ultra dağınık gökadalar neredeyse tamamen karanlık maddeden yapılmış gibi görünürken, diğerleri neredeyse tamamen karanlık maddesizdir.

İşte burada AGC 114905 devreye giriyor. Yaklaşık 250 milyon ışık yılı uzaklıkta bulunan bu ultra-yaygın cüce gökada, yakın zamanda 2021'de yayınlanan ve ne kadar hızlı döndüğünü araştıran bir makalede ayrıntılı olarak incelenmişti.

Ancak bu ekip, galaksinin dönüşünün son derece yavaş olduğunu buldu – modelleri doğrulamak için yalnızca karanlık maddeye ihtiyaç duymadıkları kadar, galaksinin dönüş eğrisi de MOND çerçevesi üzerinde büyük şüphe uyandıracak kadar yavaştı. Yani her iki hipoteze de uymuyor.

Andrews Üniversitesi fizikçisi ve yeni makalenin araştırmacılarından biri olan Hongsheng Zhao, "Bu gökadanın bildirilen çok düşük dönüş hızı hem MOND hem de karanlık madde ile ilgili standart yaklaşımla tutarsız" diyor.

"Ancak sadece MOND bu bariz çelişkinin üstesinden gelebilir."

Yeni makale, sorunun MOND ile değil, galaksinin kendi eğimiyle ilgili olduğunu öne sürerek 2021 bulgusunu "çürüttü".

Uzayın derinliklerinde çok uzaktaki galaksilere baktığımızda, hangi açıyı gördüğümüzü doğrulamak bazen zor olabilir. Orijinal ekip, AGC 114905'in elips şeklinde göründüğünü buldu ve bu da galaksiye bir açıdan baktığımızı düşündürdü.

Ancak simulasyonları kullanan araştırmacılar, galaksinin bize doğru baktığında bile elips şeklinde görünebileceğini öne sürüyorlar. Galaksinin bize göre açısındaki bir değişiklik, galaksinin ne kadar hızlı döndüğünü de değiştirecek ve sonuçta tüm MOND matematiğinin toplanmasını sağlayacaktır.

Yeni makalenin başyazarı fizikçi Indranil Banik, "Simülasyonlarımız, AGC 114905'in eğiminin bildirilenden önemli ölçüde daha az olabileceğini gösteriyor, bu da galaksinin aslında MOND beklentileri doğrultusunda insanların düşündüğünden çok daha hızlı döndüğü anlamına geliyor" diyor.

Araştırma, Kraliyet Astronomi Topluluğunun Aylık Bildirimlerinde yayınlandı.