محققان معتقدند:گرانش از دست رفته در کهکشان ها به ماده تاریک یا تغییر گرانش یا اینرسی نیاز دارد. اما رابطه آماری ممکن است این احتمالات نظری با اهمیت را بین شتاب مرکزگرای ذرات در حرکت مداری و شتاب نیوتنی مورد انتظار در کهکشان ها متمایز کند.
ببه گزارش سیناپرس، به گفته پژوهشگران چندین جستجو انجام گرفته اما تا الان هیچ ذره ای از ماده تاریک پیدا نشده است. در نتیجه، تعدادی از اخترشناسان جایگزینی مانند دینامیک نیوتنی اصلاح شده (MoND) یا مدل گرانشی اصلاح شده را انتخاب کردند که به نظر می رسد مطالعه اخیر چرخش کهکشان را تأیید می کند.
دینامیک نیوتنی اصلاح شده فرضیه ای است که تلاش می کند با اصلاح قانون گرانش نیوتون، مساله چرخش کهکشانی را توضیح دهد. در کهکشان‌ها، سرعت چرخش ستاره‌ها و گازها به دور مرکز کهکشان یکنواخت است که با پیش‌بینی قانون جهانی گرانش نیوتن مغایر است. چرخش کهکشانی از ایده دینامیک نیوتنی اصلاح شده پشتیبانی می کند. دینامیک نیوتنی اصلاح شده چندین پیش بینی برجسته در مورد سینماتیک کهکشانی انجام می دهد و از نظر تئوری، دینامیک نیوتنی اصلاح شده را می توان با گرانش اصلاح شده متوجه شد.
پژوهشگران توضیح می دهند: تمام ستارگان یک کهکشان تقریباً با سرعت یکسانی می چرخند و منحنی چرخش آن ها عملاً صاف است. طبق توضیح ماده تاریک، کهکشان ها توسط هاله ای از ماده نامرئی احاطه شده اند، اما در سال ۱۹۸۳ موردهای میلگروم ادعا کرد که مدل گرانشی ما باید اشتباه باشد.
کشش گرانشی بین ستاره ها در درجه اول نیوتنی در فواصل بین ستاره ای است. به همین دلیل، میلگروم تغییر قانون جهانی گرانش نیوتن را به جای نسبیت عام پیشنهاد کرد. او ادعا کرد که گرانش یک کشش باقیمانده جزئی بدون توجه به فاصله دارد.
البته دانشمندان توضیح می دهند:حتی کمی تغییر در نظریه گرانش نیوتن، معادلات اینشتین را تغییر می دهد. در نتیجه، دینامیک نیوتنی اصلاح شده به چندین روش از جمله AQUAL که مخفف لاگرانژی درجه دوم است، تعمیم داده شده است. لاگرانژی درجه دوم می تواند منحنی های چرخش کهکشانی مشاهده شده را توضیح دهد، اما تفاوت‌های جزئی در آن به وجود می آید و این مشکل همان نقطه ای است که مطالعات اخیر سعی در برطرف کردن آن داشته اند.
سرعت چرخش ستارگان در مدار درونی در مقابل مدار بیرونی یکی از تفاوت های بین لاگرانژی درجه دوم و ماده تاریک سرد لامبدا (LCDM) است. ماده تاریک سرد لامبدا یا مدل Lambda-CDM پارامتری از مدل کیهانی بیگ بنگ است که در آن جهان شامل سه جزء اصلی است که شامل یک ثابت کیهانی و انرژی تاریک، یک ماده تاریک سرد فرضی و ماده معمولی است. گفتنی است که اغلب از آن به عنوان مدل استاندارد کیهان شناسی بیگ بنگ یاد می شود، زیرا ساده ترین مدلی است که توضیح مناسبی از ویژگی های کیهانی ارائه می دهد.
این مطالعه ۱۵۲ کهکشان را با منحنی های چرخش با کیفیت و منحنی‌های چرخش دقیق (SPARC) در نظر می گیرد. پس از مطالعات، محققان دریافتند که لاگرانژی درجه دوم بر کیفیت دینامیک نیوتنی اصلاح شده برتری دارد. بنابراین برای اولین بار، ماده تاریک، گرانش و اینرسی اصلاح شده با در نظر گرفتن بخش‌های داخلی و خارجی منحنی های چرخش کهکشانی با هم و به صورت جداگانه آزمایش و متمایز می شوند. به گزارش سیناپرس، محققان در خاتمه خاطرنشان کردند: نتیجه این تحقیقات بسیار هیجان انگیز است، اما به طور قطع وجود ماده تاریک را نفی نمی کند.
شرح کامل این پژوهش در آخرین شماره مجله تخصصی The Astrophysical منتشر شده است.
مترجم: نداجوادهراتی
No tags for this post.