воскресенье, 22 мая 2022 г.

Новый взгляд на вращение галактик спасает ранее отвергнутую спорную теорию гравитации


Международная группа астрономов во главе с физиком из Сент-Эндрюсского университета возродила альтернативную ранее отвергнутую теорию гравитации, известную как Милгромианская динамика. 

Исследование, возглавляемое доктором Индранилом Баником (Indranil Banik) из Школы физики и астрономии в Сент-Эндрюсе, выявило высокую предсказанную скорость вращения газа в далекой карликовой галактике, что согласуется с ранее опровергнутой теорией, известной как Милгромианская динамика (Milgromian Dynamics, MOND). Об том сообщает ресурс Phys.org.

Более раннее исследование скорости вращения газа в карликовой галактике AGC 114905 (Mancera Pina et al, 2022) показало, что газ вращается очень медленно, и декларировало, что теория MOND мертва. 

Такие теории необходимы для понимания нашей Вселенной, потому что, согласно известной физике, галактики вращаются так быстро, что должны разлететься. MOND не требующая темной материи, спорная альтернатива общей теории относительности, преобладающее вдохновленное Альбертом Эйнштейном понимание явления гравитации, которое как раз не может обойтись без той самой темной материи, чтобы удерживать галактики вместе. Поскольку темная материя так и не была обнаружена, несмотря на десятилетия очень чувствительных поисков, были выдвинуты различные теории, объясняющие, что удерживает галактики вместе, а споры о том, какая из них верна, бушуют и по сей день. 

Очень низкая скорость вращения, о которой сообщают в исследовании Mancera Pina et al, несовместима с предсказаниями для Вселенной, управляемой общей теорией относительности, с большим количеством темной материи. Группа доктора Баника утверждает, что высокая скорость вращения, предсказанная в теории гравитации MOND, согласуется с наблюдениями, если наклонение галактики завышено. 

Вращение звезд и газа в далеких галактиках невозможно измерить напрямую. Только компонент вдоль луча зрения известен из точных спектроскопических измерений. Если смотреть на галактику почти лицом к лицу, то она в основном будет вращаться в плоскости неба. Это может ввести наблюдателей в заблуждение, заставив их думать, что галактика на самом деле вращается очень медленно, что потребует от них переоценки наклона между диском и плоскостями неба. Это наклонение было оценено по тому, насколько эллиптической выглядит галактика (см. изображение). 

В новом исследовании этот важный вопрос изучался с использованием подробных симуляций MOND дисковой галактики, подобной AGC 114905, сделанных в Боннском университете Срикантом Нагешем (Srikanth Nagesh) и инициированных Павлом Крупой (Pavel Kroupa), профессором Боннского университета и Карлова университета в Праге. Моделирование показывает, что галактика может казаться несколько эллиптической, даже если смотреть на нее лицом к лицу. Это связано с тем, что звезды и газ в галактике обладают гравитацией и могут принимать несколько некруглую форму. 

Подобный процесс вызывает появление спиральных рукавов в дисковых галактиках, которые настолько распространены, что их часто называют спиральными галактиками. В результате галактика может быть намного ближе к зрителю, чем думали наблюдатели. Это может означать, что галактика вращается намного быстрее, чем сообщается, что снимает напряжение и сомнения с MOND. 
Доктор Баник, ведущий автор нового исследования, сказал: «Наши симуляции показывают, что наклон AGC 114905 может быть значительно меньше, чем сообщается, а это означает, что галактика на самом деле вращается намного быстрее, чем думают люди, в соответствии с ожиданиями MOND".
Доктор Хуншэн Чжао (Hongsheng Zhao) из Школы физики и астрономии Сент-Эндрюсского университета сказал: «Очень низкая зарегистрированная скорость вращения этой галактики несовместима как с MOND, так и со стандартным подходом к темной материи. Но только MOND способна обойти это кажущееся противоречие». 
В новом исследовании также утверждается, что подобный эффект «ложного наклона» вряд ли возникнет при стандартном подходе к темной материи, потому что в галактике преобладает гладкое гало темной материи. Звезды и газ мало влияют на гравитацию, поэтому диск не является «самогравитирующим». 

Это означает, что он, вероятно, будет выглядеть очень круглым, если смотреть прямо, что подтверждается моделированием, проведенным другой группой (Sellwood & Sanders, 2022). В результате наблюдаемая эллиптичность должна быть обусловлена ​​значительным наклоном между диском и плоскостями неба. В этом случае скорость вращения будет очень мала, а это означает, что в галактике очень мало темной материи. С этой точки зрения невозможно, чтобы изолированная карликовая галактика имела такое небольшое количество темной материи, учитывая, сколько у нее массы звезд и газа. 
Павел Крупа, профессор Боннского университета и Карлова университета в Праге, сказал о более широком контексте этих результатов: «Хотя MOND хорошо работает в тестах, проведенных до сих пор, стандартный подход вызывает очень серьезные проблемы во всех масштабах, начиная от карликовых галактик как AGC 114905, вплоть до космологических масштабов, найденных многими независимыми группами».
Отметим, что в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества опубликована результаты данного исследования были опубликованы в статье «Переоцененные наклонения галактик милгромианского диска: случай ультрадиффузной галактики AGC 114905».

Комментариев нет:

Отправить комментарий