Міжнародна група астрономів під керівництвом фізика з Університету Сент-Ендрюса відродила альтернативну теорію гравітації.
Як збулося передбачення швидкості обертання галактики
Дослідження, проведене під керівництвом доктора Індраніла Баніка, передбачило швидкість обертання газу в карликовій галактиці на основі Мілгромівської динаміки (MOND).
Згідно з більш раннім дослідженням AGC 114905, газ, з якого складається ця зоряна система, обертається дуже повільно. Але виявилося, що дослідники помилялися.
Такі висновки дуже важливі, оскільки, згідно з традиційною фізикою, галактики обертаються так швидко, що повинні розлітатися в різні боки.
MOND, по суті, альтернативна теорія відносності, не вимагає темної матерії для утримання галактик в одному регіоні Всесвіту.
Внаслідок того, що темна матерія так і не була виявлена, незважаючи на десятиліття фронтальних пошуків, вченими були висунуті різні пояснення того, що утримує галактики разом. Зараз точаться запеклі суперечки, яка з них правильна.
Дуже низька швидкість обертання, про яку повідомляється в дослідженні, не узгоджується з передбаченнями Всесвіту на основі загальної теорії відносності, що вимагає великої кількості темної матерії.
Група доктора Баніка стверджує, що висока передбачена швидкість обертання в MOND узгоджується зі спостереженнями, якщо нахил галактики завищений.
Як насправді обертаються галактики
Обертання зірок і газу в далеких галактиках неможливо виміряти безпосередньо. Астрономам відомий тільки компонент уздовж лінії візування спектроскопічних даних.
Якщо дивитися на галактику майже впритул, то вона буде обертатися в площині неба. Очевидна помилка змушує думати, що галактика насправді обертається гранично повільно, тобто потрібна переоцінка нахилу між площинами диска і неба.
Такий нахил оцінювався за тим, наскільки еліптичною здається зоряна система.
У новому дослідженні це питання вивчається за допомогою детального MOND-моделювання дискової галактики, схожої на AGC 114905. Керував проектом Павло Крупа, професор Боннського і Карлового університетів у Празі.
Моделювання показало, що будь-яка галактика може здаватися еліптичною, навіть якщо дивитися на неї обличчям вперед. Усе тому, що зірки і газ мають гравітацію і можуть витягуватися в некруглу форму.
Аналогічний процес конструює спіральні рукави в дискових галактиках, які настільки поширені, що їх часто називають спіральними галактиками.
У результаті галактика може бути набагато ближчою, ніж припускають спостерігачі. Це означає, що вона обертається набагато швидше, - таким чином знімаються всі протиріччя, пов'язані з MOND.
Доктор Банік стверджує:
"Наше моделювання показує, що нахил AGC 114905 може бути значно меншим, ніж повідомлялося, що означає, що галактика насправді обертається набагато швидше, ніж думають люди, відповідно до очікувань MOND".
Доктор Хонгшенг Чжао зі Школи фізики та астрономії Університету Сент-Ендрюс, підтверджує:
"Дуже низька швидкість обертання цієї галактики не узгоджується ні з МОНД, ні зі стандартним підходом із темною матерією. Але тільки MOND здатний обійти позірне протиріччя".
У новому дослідженні також стверджується, що ефект "фальшивого нахилу" навряд чи виникає за стандартного підходу з темною матерією, оскільки в галактиці домінує гладке гало. Зірки та газ роблять незначний внесок у гравітацію, тому диск не є "самогравітаційним".
Галактичний диск, найімовірніше, виглядатиме дуже круглим, якщо дивитися на нього обличчям уперед, що підтверджується контрольним моделюванням, проведеним дугою групою дослідників.
"Еліптичність" зумовлена значним нахилом між площинами диска і неба. Швидкість обертання мала, за рахунок чого вона втрачає багато маси - процеси зореутворення не активізовані належним чином.
Павєл Кроупа:
"Хоча MOND добре працює в тестовому режимі, стандартний підхід викликає дуже серйозні проблеми на всіх масштабах - від карликових галактик, таких як AGC 114905, до космологічних масштабів, як було з багатьма незалежними групами".
Стаття "Завищені нахили дискових галактик Мілгрома: випадок ультрадифузної галактики AGC 114905" опублікована у виданні Monthly Notices of the Royal Astronomical Society і доступна онлайн.
