Σκoτεινή ύλη εναντίον τροποποιημένης βαρύτητας

[age1972]

Το 80% της μάζας του Σύμπαντος είναι σκοτεινή. Δεν εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Μπορούμε να συμπεράνουμε την ύπαρξη της μόνο από την βαρυτική επίδραση που ασκεί στη συνήθη φωτεινή ύλη, άστρα και αέριο. Ή μήπως δεν είναι έτσι;

 

Υπάρχουν επιστήμονες που αμφισβητούν την πλέον βασική υπόθεση των υποστηρικτών της σκοτεινής ύλης: την καθολική ισχύ του νόμου της βαρύτητας.

 

Η υπόθεση της τροποποιημένης βαρύτητας (Modified Newtonian dynamics, MOND) προτείνει ότι ο νόμος του Νεύτωνα δεν ισχύει σε πολύ μεγάλες (γαλαξιακές) κλίμακες. Αν και η υπόθεση φαίνεται τραβηγμένη, η θεωρία εξηγεί επιτυχώς ένα εύρος από παρατηρησιακά δεδομένα χωρίς την ανάγκη σκοτεινής ύλης. Η τροποποιημένη βαρύτητα κερδίζει συνεχώς έδαφος και πλέον ανταγωνίζεται στα ίσα την υπόθεση της σκοτεινής ύλης και ενέργειας.

 

Πηγή και πλήρες κείμενο: http://fabuniverse.blogspot.com/

[bellatrix]

Όντως η θεωρία αυτή είναι μια αρκετά καλή λύση στο πρόβλημα της σκοτεινής ύλης και βρίσκεται πολύ κοντά στα παρατηρησιακά δεδομένα..Όμως η σχέση Τuller-Fisher κάνει μια πιο προσεκτική προσέγγιση του θέματος.

 

http://www.physicsforums.com/showthread.php?t=412570 (πληροφορίες σχετικά με την σχέση Tuller-Fisher)

 

Βέβαια υπάρχουν και άλλες θεωρίες που εξηγούν μερικά άλλα κομμάτια των παρατηρησιακών δεδομένων που έχουμε από τους γαλαξίες όπως η θεωρία της ''κβαντικής βαρυτήτας'' του John Moffat.

 

Παρόλα αυτά, με τα νέα δεδομένα και τις ανακαλύψεις που προέκυψαν χρειάζονται μερικές αναθεωρήσεις σε αυτά που πιστεύουμε

[age1972]

Καλή παρατήρηση. Η σχέση Tully-Fisher σχετίζεται άμεσα με την ανάπτυξη της θεωρίας της τροποποιημένης βαρύτητας. Η σχέση αυτή είναι εμπειρική και δείχνει ότι η συνολική βαρυονική (φωτεινή) μάζα των σπειροειδών γαλαξιών (άστρα και αέριο) είναι ανάλογη της μέγιστης ταχύτητας περιστροφής των αστέρων γύρω από το κέντρο του γαλαξία. Μια τέτοια σχέση είναι αναμενόμενη καθώς η περιστροφή των αστέρων σχετίζεται άμεσα με τη βαρύτητα.

 

Σύμφωνα με τις μετρήσεις της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου από τον WMAP, και υπό το πρίσμα της θεωρίας της σκοτεινής ύλης και ενέργειας, γνωρίζουμε με πολύ καλή ακρίβεια ότι σε όλο το Σύμπαν το ποσοστό των βαρυονίων (ή της φωτεινής μάζας) είναι 17%. Το υπόλοιπο 83% είναι σκοτεινή. Δεν εκπέμπει Η/Μ ακτινοβολία. Την ίδια ακριβώς αναλογία σκοτεινής/φωτεινής ύλης παρατηρούμε σε μεγάλης μάζας σπειροειδής μέσω της περιστροφής του ή μέσω της σχέσης Tully-Fisher. Αυτό είναι εξαιρετική επιτυχία για τη θεωρία της σκοτεινής μάζας.

 

Όμως αν κανείς βάλει πάνω στη σχέση Tully-Fisher μικρότερης μάζας σπειροειδής μάζας γαλαξίες τότε αυτοί δεν ακολουθούν τη σχέση Tully-Fisher των μεγάλης μάζας σπειροειδών. Όσο μικρότερη η μάζα του γαλαξία τόσο και μεγαλύτερη η απόκλιση. Αυτό σημαίνει ότι είτε οι γαλαξίες αυτοί έχουν μικρότερη αναλογία φωτείνης προς σκοτεινή μάζα από την παγκόσμια (17%) είτε ότι χάνουμε βαρυόνια (φωτεινή μάζα) στις παρατηρήσεις μας. Η θεωρία της σκοτεινής ενέργειας δεν μπορεί να εξηγήσει αυτή την απόκλιση παρά μόνο αν επικαλεστεί επιπλέον μηχανισμούς (π.χ. stellar feedback που εκσφενδονίζει βαρυόνια σε μεγάλες αποστάσεις και ξεφεύγουν των παρατηρήσεων). Αντίθετα η τροποποιημένη βαρύτητα μπορεί να εξηγήσει την σχέση Tully-Fisher των σπειροειδών ανεξαρτήτως μάζας (βλέπε http://arxiv.org/abs/1102.3913).