Pengukuran baru rotasi galaksi condong ke arah modifikasi gravitasi sebagai penjelasan materi gelap

Meskipun materi gelap adalah bagian penting dari model kosmologis standar, ini bukannya tanpa masalah. Masih ada misteri yang mengganggu tentang objek-objek ini, tidak terkecuali fakta bahwa para ilmuwan belum menemukan bukti langsung tentang partikel-partikel tersebut.

Meskipun banyak pencarian, kami belum menemukannya partikel materi gelap. Jadi beberapa astronom lebih memilih alternatif, seperti dinamika Newton yang dimodifikasi (MoND), atau dimodifikasi model gravitasi. Sebuah studi baru tentang rotasi galaksi tampaknya mendukung mereka.

Ide MoND terinspirasi dari perputaran galaksi. Sebagian besar materi yang terlihat di galaksi berkumpul di tengah, jadi Anda akan mengira bintang yang lebih dekat ke pusat akan memiliki kecepatan orbit yang lebih cepat daripada bintang yang lebih jauh, mirip dengan planet di tata surya kita. Apa yang kami perhatikan adalah bahwa bintang-bintang di seluruh galaksi berotasi dengan kecepatan yang kira-kira sama. Kurva rotasi pada dasarnya datar daripada menurun. Solusi materi gelap adalah bahwa galaksi dikelilingi oleh halo materi tak terlihat, tetapi pada tahun 1983 Mordehay Milgrom berpendapat bahwa model gravitasi kita pasti salah.

Pada jarak antarbintang, tarikan gravitasi Terutama bintang Newtonian. bukannya modifikasi Relativitas umumMilgrom mengusulkan modifikasi hukum gravitasi universal Newton. Dia berargumen bahwa alih-alih gaya tarik-menarik sebagai hubungan kuadrat terbalik murni, gravitasi memiliki sisa tarikan kecil terlepas dari jarak. Sisa ini hanya sekitar 10 triliun G, tetapi cukup untuk menjelaskan kurva rotasi galaksi.

Tentu saja, hanya menambahkan suku kecil ke gravitasi Newton berarti Anda juga harus mengubah persamaan Einstein. Jadi MoND telah digeneralisasi dalam berbagai cara, seperti AQUAL, yang merupakan singkatan dari “quadruple Lagrangian”. Baik model AQUAL maupun LCDM standar dapat menjelaskan kurva rotasi galaksi yang teramati, tetapi ada beberapa perbedaan kecil.

Di sinilah penelitian terbaru masuk. Satu perbedaan antara AQUAL dan LCDM adalah kecepatan rotasi bintang orbit dalam versus bintang orbit luar. Untuk LCDM, keduanya harus tunduk pada distribusi tekstur, sehingga kurva harus halus. AQUAL memprediksi celah kecil pada kurva karena dinamika teori. Itu terlalu kecil untuk diukur di satu galaksi, tetapi secara statistik harus ada sedikit pergeseran antara distribusi kecepatan ke dalam dan ke luar.

Jadi penulis makalah ini mempertimbangkan kurva kecepatan resolusi tinggi untuk 152 galaksi seperti yang diamati dalam database Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC). Dia menemukan pergeseran kesepakatan dengan AQUAL. Data tersebut tampaknya mendukung gravitasi yang dimodifikasi di atas standar kosmologi materi gelap.

Hasilnya mengasyikkan, tetapi tidak sembarangan materi gelap. Model AQUAL memiliki masalah tersendiri, seperti ketidakkonsistenannya dengan pelensaan gravitasi yang teramati galaksi. Tapi itu adalah kemenangan bagi teori underdog, yang membuat beberapa astronom berseru “Vive le MoND!”

Penelitian dipublikasikan di arXiv Pracetak server.