Home علوم أدى الدوران الجديد في دورة المجرة إلى تحديث نظرية الجاذبية البديلة المثيرة للجدل

أدى الدوران الجديد في دورة المجرة إلى تحديث نظرية الجاذبية البديلة المثيرة للجدل

0
أدى الدوران الجديد في دورة المجرة إلى تحديث نظرية الجاذبية البديلة المثيرة للجدل

بواسطة

غاز الهيدروجين المحايد في Galaxy AGC 114905

صورة راديو لغاز الهيدروجين المحايد في المجرة AGC 114905. يتم تقدير انحدارها من القطع الناقص الأسود ، والذي يناسب البيانات بشكل أفضل. بافتراض أن المجرة دائرية عند النظر إليها وجهًا لوجه ، فإن هذا يمثل ميلًا معتدلًا يبلغ 32. ومع ذلك ، وجدت الدراسة الجديدة أن القطع الناقص الأزرق لمنحدر منخفض جدًا قد يكون صحيحًا في الواقع – وبالتالي حفظ نظرية MOND – إذا كانت المجرة دائرية إلى حد ما داخليًا. يوضح المؤلفون أن هذا ممكن باستخدام محاكاة خاصة MOND. الائتمان: Moncera Bina et al. الشكل 7. 2022 (MNRAS، 512، 3230)

قام فريق دولي من علماء الفلك بقيادة علماء الفيزياء من جامعة سانت أندروز بمراجعة نظرية الجاذبية البديلة.

دكتور بكلية الفيزياء والفلك بجامعة سانت اندروز. كشف هذا البحث ، بقيادة بانيك على إندرا ، عن سرعة دوران عالية للغاز. مجرة قزم بما يتوافق مع نظرية تم حذفها سابقًا تُعرف باسم Milgromian Dynamics (MOND).

دراسة سابقة لسرعة دوران الغاز في المجرة القزمة AGC 114905 (مانسيرا بينا وآخرون ، 2022) وجدت أن الغاز يدور ببطء شديد وبالتالي ادعى أن نظرية MOND ميتة.

مثل هذه النظريات ضرورية لفهم كوننا لأن المجرات ، وفقًا للفيزياء المعروفة ، تدور بسرعة كبيرة. MOND هو بديل مثير للجدل للنظرية النسبية العامة ، وهو مصدر إلهام أينشتاين لظاهرة الجاذبية. ومع ذلك ، فإن المادة المظلمة مطلوبة للحفاظ على المجرات النسبية العامة معًا ، في حين أن MOND غير مطلوب المادة المظلمة.

نظرًا لأنه لم يتم العثور على الكائن الأكثر قتامة على الرغم من عقود من عمليات البحث الحساسة للغاية ، فقد تم طرح نظريات مختلفة لشرح البديل المتمثل في تجميع المجرات معًا. الجدل حول النظرية الصحيحة. تم الإبلاغ عن سرعة الدوران المنخفضة جدًا في الدراسة التي أجراها مونتسيرات بينا وآخرون.

قال الدكتور موند أنه كلما زادت سرعة الدوران المتوقعة في نظرية الجاذبية ، فإن ميل المنحنى يتوافق مع الملاحظات. تجادل مجموعة الذعر. المجرة مبالغة.

لا يمكن قياس دوران النجوم والغازات في المجرات البعيدة بشكل مباشر. لا يُعرف سوى المكون الموجود في خط البصر من خلال القياسات الطيفية الدقيقة. إذا تم عرض المجرة بشكل مباشر تقريبًا ، فمن المرجح أن تدور في مستوى السماء. يمكن أن يضلل المشاهد أن المجرة تدور في الواقع ببطء شديد ، وهو ما يجب أن يبالغ في الميل بين القرص والمستويات السماوية. يتم تقدير هذا التدرج من كيفية ظهور المجرة على شكل بيضاوي (انظر الصورة).

استكشفت الدراسة الجديدة هذه القضية المهمة باستخدام محاكاة MOND مفصلة لمجرة قرصية. AGC 114905 من إنتاج Srikanth Nagesh في جامعة Bonn ومستوحى من Pavel Gruba ، الأستاذ في جامعة بون وجامعة تشارلز في براغ. تظهر المحاكاة أنها تبدو بيضاوية إلى حد ما حتى عند عرضها وجهاً لوجه. هذا لأن النجوم والغازات في المجرة لها قوة جاذبية بحيث يمكن سحبها إلى شكل دائري إلى حد ما. تتسبب عملية مماثلة في ظهور أذرع لولبية في مجرات القرص ، وغالبًا ما يشار إلى سماتها الأكثر شيوعًا باسم المجرات الحلزونية.

نتيجة لذلك ، قد تكون المجرة أقرب بكثير إلى الوجه مما كان يعتقده المراقب. هذا قد يزيل التوتر مع MOND ويعني أن المجرة تدور بشكل أسرع بكثير مما تم الإبلاغ عنه سابقًا.

المؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة هو د. قال بانيك: “تظهر عمليات المحاكاة التي أجريناها أن منحدر AGC 114905 قد يكون أقل بكثير مما تم الإبلاغ عنه ، مما يعني أن المجرة في الواقع تدور أسرع بكثير مما يعتقده الناس ، وفقًا لتوقعات MOND.”

دكتور بكلية الفيزياء والفلك بجامعة سانت أندروز. قال Hangsheng Zhao: “إن أقل سرعة دوران تم الإبلاغ عنها لهذه المجرة غير متوافقة مع كل من MOND والنهج القياسي للمادة المظلمة ، ولكن فقط MOND يمكنها أن تدور حول هذا التناقض الواضح.

تجادل الدراسة الجديدة أيضًا أنه نظرًا لأن المجرة تهيمن عليها هالة المادة المظلمة الناعمة ، فمن غير المرجح أن يحدث تأثير “تدرج زائف” مماثل في نهج المادة المظلمة الثابتة. تساهم النجوم والغازات بشكل ضئيل في قوة الجاذبية ، لذا فإن القرص ليس “جاذبيًا ذاتيًا”.

هذا يعني أنه عند النظر إليها وجهاً لوجه ، كما تؤكده عمليات المحاكاة التي نفذتها مجموعة أخرى ، يبدو أنها مستديرة للغاية.سيلوود وساندرز ، 2022) نتيجة لذلك ، يجب أن يكون القطع الناقص المرصود ناتجًا عن ميل كبير بين القرص والمستويات السماوية. ستكون سرعة الدوران بعد ذلك أصغر بكثير ، مما يشير إلى أن المجرة بها مادة مظلمة أقل بكثير. بالنظر إلى مقدار الكتلة التي تحتويها مجرة ​​قزمة معزولة في النجوم والغاز ، فمن غير المرجح أن تحتوي على كمية صغيرة من المادة المظلمة في هذا الهيكل.

علق باول جروبا ، الأستاذ في جامعة بون وجامعة تشارلز في براغ ، على السياق الأوسع لهذه النتائج: “بينما عملت MOND بشكل جيد في التجارب التي أجريت حتى الآن ، فإن النهج القياسي يسبب أخطر المشاكل من جميع الأحجام ، من المجرات القزمة إلى العديد من الفرق المستقلة مثل AGC 114905. حتى المستويات الكونية المكتشفة.

ملاحظة: “المنحدرات المبالغ فيها من قرص Milchromian: Ultrafuse Galaxy AGC 114905 Case” Indranil Panik و Srikanth de Nagesh و Ho Chi Minh Hockey و Pavel Gruba و Hangsheng Zhao ، 19 أبريل 2022 الإعلانات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
DOI: 10.1093 / mnras / stac1073

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here