מחברי מחקר חדש מכחישים חומר אפל ובמקום זאת דיברו על הרעיון שלהם לגבי המכשיר
"אנחנו יכולים לומר שאין כוח משיכה. כוכבי לכת וכוכבים נעים עקב עיוות מרחב-זמן", אמר מיצ'יו קאקו, פיזיקאי ומחבר המאמר החדש.
אסטרונומים ממכונים מדעיים שונים בראשותמדענים מאוניברסיטת סנט אנדרוז מצאו שהגז בגלקסיה הננסית מסתובב מהר מאוד. זה נחזה על ידי מודלים מוקדמים שעבדו בתיאוריה הנקראת Milgromian Dynamics, או Modified Newtonian Dynamics (MOND). תיאוריה זו סותרת את הרעיון שקיים חומר אפל.
שניהם - תיאוריית ה-MOND ומושג החומר האפל - עונים על השאלה מדוע הגלקסיות מסודרות כפי שהן.
מה גילו מחברי העבודה החדשה?
מחברי העבודה החדשה אמרו שהם מצאוגלקסיה ננסית עם מהירות סיבוב גז גבוהה. תכונות כאלה תואמות את תורת ה-MOND. אבל רק אם הטיית הגלקסיה הוערכה יתר על המידה בחישובים מוקדמים.
החוקרים התמקדו בבדיקה האם כוח הכבידה משתנה בתאוצה נמוכה והאם תיאוריית MOND יכולה להחליף את מושג החומר האפל שנמצא לכאורה סביב גלקסיות.
כיצד נקברה תיאוריית MOND וקמה לתחייה?
מחקרים קודמים הראו שבגלקסיה AGC 114905, סיבוב הגז הוא איטי, בגלל זה, תיאוריית MOND לא עובדת.
יש צורך בתיאוריות יסוד כמו MONDלהבין כיצד פועל היקום. לפי התיאוריה הקלאסית של הפיזיקה, סיבוב הגלקסיות הוא כל כך מהיר שלמעשה יש לקרוע אותן לגזרים.
תיאוריית MOND היא אלטרנטיבה לתיאוריה כלליתתוֹרַת הָיַחֲסוּת. האחרון הומצא על ידי אלברט איינשטיין כדי להסביר כיצד פועל כוח הכבידה ומדוע יש חומר אפל שמחזיק גלקסיות יחד.
MOND שואף להסביר מדועלעצמים שונים ביקום יש מסה שונה מבלי להשתמש במושג החומר האפל. התיאוריה הוצעה בתחילת שנות ה-80 על ידי האסטרופיזיקאי הישראלי מרדכי מילגרום, התיאוריה הייתה שינוי של חוק הכבידה, המעניק אינטראקציה חזקה יותר באזורים מסוימים בחלל, בצורה כזו שתסביר את הצורה הנצפית של עקומות הסיבוב של גלקסיות.
תומכי MOND רואים בכך טיעון לטובתםשעד כה לא נמצא חומר אפל, גם לאחר עשרות שנים של חיפושים. אז מדענים יצרו רעיונות חלופיים חדשים של מה שמחזיק גלקסיות יחד. עדיין אין דעה מבוססת בעניין זה.
מדוע החליטו המחברים להחזיר את תיאוריית ה-MOND?
בתמונת הרדיו למעלה, הגלקסיה AGC 114905, במכיל גז מימן ניטרלי. בתמונה, ההטיה של הגלקסיה נראית לאורך קווי המתאר של האליפסה השחורה. אם הגלקסיה עגולה, אז הנטייה שלה לציר היא 32°.
אבל מחברי העבודה החדשה אמרו שזהנתונים שגויים, ותיארו קווי המתאר של אליפסה כחולה למעלה, שלדעתם משקפים את המצב האמיתי. במקרה זה, הטיית הגז המסתובב קטנה, מה שאומר שתיאוריית ה-MOND עובדת.
הגלקסיות רחוקות, איך אפשר למדוד את הסיבוב וההטיה שלהן?
לא ניתן למדוד ישירות את סיבוב הכוכבים והגז בגלקסיות רחוקות. רק רכיב קו הראייה ידוע ממדידות ספקטרוסקופיות מדויקות.
אם אתה מסתכל על הגלקסיה כמעט נקודתית, אז זהיסתובב בעיקר במישור השמיים. זה יכול להטעות את הצופים ולגרום להם לחשוב שהגלקסיה בעצם מסתובבת לאט מאוד, ולכן יש להעריך מחדש את ההטיה בין הדיסק והשמיים. הטיה זו נאמדה לפי מידת הגלקסיה אליפטית.
כתוצאה מכך, הגלקסיה עשויה להיות הרבה יותר קרובה ממה שחשבו הצופים. וזה מאשר שהגלקסיה מסתובבת הרבה יותר מהר, ולפיכך, חוסר העקביות של תיאוריית ה-MOND מופרך.
מדוע פעלה תיאוריית ה-MOND, אך רעיון החומר האפל לא עבד?
סימולציות הוכיחו כי הגלקסיהעשוי להיראות אליפטי במקצת גם במבט פנים אל פנים. זה קורה מכיוון שלכוכבים ולגז בגלקסיה יש כוח משיכה וניתן למשוך אותם לצורה קצת לא מעגלית.
תהליך דומה גורם לזרועות ספירליות בגלקסיות דיסק, הנפוצות כל כך עד שהן מכונה לעתים קרובות גלקסיות ספירליות.
פאבל קרופ, חבר באוניברסיטת בון,מאמין שתיאוריית ה-MOND הייתה רלוונטית למבחנים קודמים. אבל הגישה הסטנדרטית גורמת לחוסר עקביות חמור מאוד בפיזיקה של עצמים שונים.
קרא עוד
השווה כיצד ליקוי הירח צולם על ידי נאס"א ורוסקוסמוס
"הכוח החמישי" יוצר "חומות" בלתי נראות ביקום. העיקר בתיאוריה החדשה של הפיזיקאים
מפורסמת מפת זיהום אבעבועות רוח