Nuove misurazioni della rotazione delle galassie si orientano verso la gravità modificata come spiegazione per la materia oscura

Sebbene la materia oscura sia una parte essenziale del modello cosmologico standard, non è priva di problemi. Ci sono ancora fastidiosi misteri su questi oggetti, non ultimo il fatto che gli scienziati non hanno trovato prove dirette per le particelle.

Nonostante molte ricerche, non l’abbiamo ancora scoperto particelle di materia oscura. Quindi alcuni astronomi preferiscono un’alternativa, come la dinamica newtoniana modificata (MoND) o modificata modello gravitazionale. Un nuovo studio sulla rotazione galattica sembra confermarli.

L’idea di MoND si ispira alla rotazione della galassia. La maggior parte della materia visibile nella galassia si raccoglie nel mezzo, quindi ti aspetteresti che le stelle più vicine al centro abbiano velocità orbitali più elevate rispetto alle stelle più lontane, simili ai pianeti nel nostro sistema solare. Quello che notiamo è che le stelle nell’intera galassia ruotano all’incirca alla stessa velocità. La curva di rotazione è fondamentalmente piatta piuttosto che in calo. La soluzione della materia oscura è che le galassie siano circondate da un alone di materia invisibile, ma nel 1983 Mordehay Milgrom sostenne che il nostro modello gravitazionale doveva essere sbagliato.

A distanze interstellari, il attrazione gravitazionale Principalmente stelle newtoniane. invece di modifica relatività generaleMilgrom ha proposto una modifica della legge di gravitazione universale di Newton. Ha sostenuto che invece della forza di attrazione come una pura relazione inversa del quadrato, la gravità ha una piccola attrazione residua indipendentemente dalla distanza. Questo residuo è solo di circa 10 trilionesimi di G, ma è sufficiente per spiegare le curve di rotazione galattica.

Ovviamente, solo aggiungendo un termine piccolo alla gravità newtoniana significa che devi anche modificare le equazioni di Einstein. Quindi MoND è stato generalizzato in vari modi, come AQUAL, che sta per “quadrupla lagrangiana”. Sia il modello AQUAL che lo standard LCDM possono spiegare le curve di rotazione galattica osservate, ma ci sono alcune sottili differenze.

È qui che entra in gioco un recente studio. Una differenza tra AQUAL e LCDM è la velocità di rotazione delle stelle dell’orbita interna rispetto alle stelle dell’orbita esterna. Per LCDM, entrambi devono essere soggetti alla distribuzione della trama, quindi la curva deve essere uniforme. AQUAL prevede un piccolo gap nella curva dovuto alla dinamica della teoria. È troppo piccolo per essere misurato in una singola galassia, ma statisticamente dovrebbe esserci un piccolo spostamento tra le distribuzioni di velocità verso l’interno e verso l’esterno.

Quindi l’autore di questo articolo ha preso in considerazione le curve di velocità ad alta risoluzione per 152 galassie osservate nel database Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC). Ha trovato un cambiamento in accordo con AQUAL. I dati sembrano supportare la gravità modificata rispetto alla cosmologia della materia oscura standard.

Il risultato è eccitante, ma non categoricamente irriverente materia oscura. Il modello AQUAL ha i suoi problemi, come la sua incoerenza con la lente gravitazionale osservata galassie. Ma è una vittoria per la teoria del perdente, che fa esclamare alcuni astronomi “Vive le MoND!”

Ricerca pubblicata su arXiv Server di prestampa.