Jei Ne Tamsioji Materija, Tada Kas?

{h1}

Tamsioji materija buvo suabejota nauja žvaigždžių apklausa. Fizikai mano, kad apklausa, o ne pati tamsioji materija, yra ydinga, nes tamsiosios medžiagos teorijos alternatyvos yra silpnos.

Astronomai pavaizdavo šimtų žvaigždžių judesius Paukščių Take, kad galėtų nustatyti tamsiosios medžiagos kiekį, kuris turi juos traukti iš arti mūsų saulės. Jų nuostabi išvada? Čia nėra tamsios materijos.

Kaip tyrėjai rašo būsimame „Astrofizikos žurnale“, žvaigždžių judėjimas reiškia, kad žvaigždės, esančios per 13 000 šviesos metų Žemės, gravitaciniu mastu traukia matomas medžiagos mūsų saulės sistemoje - saulė, planetos ir aplinkinės dujos bei dulkės - ir ne koks nors neregėtas dalykas.

"Mūsų skaičiavimai rodo, kad matuojant, tamsiosios medžiagos reikėjo labai aiškiai parodyti. Bet to tiesiog nebuvo!" sakė vadovaujantis tyrimo autorius Christianas Moni-Bidinas, Concepción universiteto Čilėje astronomas.

Jei Čilės Europos pietų observatorijos (ESO) duomenų analizė yra teisinga - didelis „jei“, sako keli fizikai, - tai paneigia dešimtmečius senas teorijas, kad tamsiosios medžiagos sklinda erdvėje mūsų Paukščių Tako regione. Tamsi materija yra nematoma medžiaga, manoma, kad ji sudaro 80 procentų visos visatos materijos. Nors jis nesąveikauja su šviesa ir nėra matomas, jo buvimas yra naudojamas paaiškinti, kodėl galaktikų pakraščiai, įskaitant Paukščių Taką, sukasi daug greičiau, nei būtų galima tikėtis remiantis vien matomos materijos gravitaciniu patraukimu. Įprasta pripažinti faktą, tamsiosios medžiagos vaidina esminį vaidmenį galaktikų formavimosi ir evoliucijos modeliuose, ir yra vykdoma keletas eksperimentų tamsiosios medžiagos dalelėms Žemėje aptikti.

Bet jei tamsiosios materijos nėra Saulės sistemoje, jos gali nebūti niekur, nes jos pasiskirstymas per galaktiką turėtų būti ypatingai savitas, kad būtų išvengta šio regiono erdvėje. „Šiuolaikinės teorijos turi rimtų rūpesčių, kad paaiškintų [tamsiosios medžiagos] halo formavimąsi taip smalsiai, - Moni-Bidin pasakojo„ Mažosios gyvenimo paslaptys “.

Prinstono universiteto Pažangių studijų instituto fizikos profesorius Scottas Tremaine'as teigė: „Jei autorių išvados yra teisingos, tai iš tiesų yra rimtas smūgis tamsiajai medžiagai“.

Būsimi astronominiai tyrimai, tokie kaip Europos kosmoso agentūros „Gaia“ misija, paaiškins situaciją stebėdami milijonų žvaigždžių judėjimą, o ne tik šimtus. Tačiau tuo metu, abejodamas tamsiąja materija, naujasis ESO atradimas kviečia diskutuoti ta tema, kuri pastaraisiais metais nebuvo įgyta daug laiko: Kokios dar teorijos galėtų paaiškinti galaktikų sukimąsi, taip pat kiti pastebėjimai, paaiškinti Juodoji medžiaga? Jei ne tamsioji medžiaga ar bent jau ne ta tamsioji medžiaga, kurios tikėjomės, tada kas? Ekspertai turi keletą kitų variantų, nors jie ne šiaip patenkina.

Gravitacija 2.0

Jei gravitacijos jėga yra daug nepatogesnė, nei manė Niutonas ir Einšteinas, tai galėtų paaiškinti greitą spiralinių galaktikų sukimąsi nereikalaujant tamsiosios medžiagos. Kad gravitacija paspartintų žvaigždes galaktikos krašte, ji turi nukrypti nuo „atvirkštinio kvadrato dėsnio“ - taisyklės, kad gravitacija mažėja atstumo kvadratu, nutolus nuo kažko, galaktikos atstumais. Kitaip tariant, jėgai prireiks staigaus smaigalio galaktikų kraštuose. Bet tam, kad jis veiktų tokiu būdu, gravitacijos laukai ir su jais susijusios lygtys turės būti be galo susisukę. [3 populiariausi klausimai, kuriuos žmonės užduoda astrofizikui (ir atsakymai)]

Teorija vadinama „modifikuota Niutono dinamika“ arba MOND. "Gražiausias iš alternatyvių spiralinių galaktikų modelių yra alternatyvi gravitacijos teorija MOND, nes atrodo, kad ji gali [matematiškai] atkurti galaktikų sukimosi kreives su keliomis prielaidomis, į kurias įdėta", - teigė Ohajo universiteto astrofizikas Douglasas Clowe'as. tiria tamsiąją medžiagą.

Tačiau MOND neužpildo tiek spragų, kiek tamsioji medžiaga: ji puikiai veikia tik spiralinėse galaktikose, sakė Clowe. Elipsinėms galaktikoms, galaktikų grupėms, galaktikų klasteriams ir didesnio masto struktūroms teorija nelabai tinka stebėjimams, todėl reikalaujama, kad dar kartą būtų pasitelkta papildoma materija, t. Y. Tamsiosios medžiagos. "Taigi, užuot naudodamas neatrastą dalelę mūsų visatos struktūrų stebėjimams paaiškinti, MOND reikalauja ir neatrastų dalelių, ir gravitacinės jėgos dėsnio modifikavimo", - sakė jis.

Kitas MOND smūgis yra tas, kad jis, kaip ir tamsiosios medžiagos teorija, neatitinka naujų ESO išvadų. Anot Moni-Bidino, kadangi komandos nariai skaičiavimuose naudojo Niutono gravitaciją, MOND numatytų, kad atsiras neatitikimas masės kiekiui, kurį jie matuoja Saulės sistemoje. „MOND tikisi, kad tokiame darbe, kaip mūsų, bus aptiktas„ fantominis diskas “su nematytu dalyku“, - sakė jis. Kaip ir Niutono įstatymas galaktikai modeliuoti leidžia nuspėti tamsiąją medžiagą.

Fionų laukai

Kanados Perimetro pažangių studijų instituto fizikas Johnas Moffatas pasiūlė MOND sub-teoriją, vadinamą MOG, arba „modifikuota gravitacija“. Jis teigia, kad MOG paaiškina savitą galaktikų judesį, taip pat galaktikų sankaupas ir klasterių susidūrimus, nenaudodamas tamsiosios materijos jokiu mastu.

„Aš priimu Einšteino sunkumą ir pridedu prie šių trijų laukų“, - paaiškino Moffatas. Viename iš laukų yra masė, ir tai pateikia jėgos dėsnių variacijas skirtingais atstumo dydžiais. Tačiau, norint turėti masę, lauke turi būti su ja susijusi dalelė, kurią Moffatas vadina fijonu. Kaip ir tamsiosios medžiagos dalelės, fiono egzistavimas nebuvo patikrintas. [Protingi atsakymai į pamišusius hipotetinius klausimus]

Šiltas ir tamsus

Jei ESO analizė yra teisinga, tai tiesiog gali reikšti, kad tamsiosios medžiagos elgiasi labai skirtingai - arba erdvėje pasiskirsto labai skirtingai, nei manyta. "Tai reikštų, kad tamsiąją medžiagą reikės paskirstyti platesniu mastu vidinėse galaktikos dalyse", - teigė klounas. "Tai yra [matematiškai patvirtinta], jei tamsiųjų medžiagų dalelės bus mažiau masyvios nei šiuo metu populiarūs modeliai. "

Anot Čikagos universiteto tamsiosios medžiagos teoretiko Douglaso Spolyaro, mažiau masyvi įvairovė vadinama šilta tamsiąja medžiaga. "Žmonės tai naudoja aiškindami du dalykus - vieną, kad jūs turėtumėte branduolį savo tamsiosios materijos profilyje, taigi tamsiosios materijos išlieka pastovios galaktikos spinduliu. Antra, jei pažvelgsite į tamsiosios medžiagos subhalogenus Paukščių Take., [šiltos tamsiosios medžiagos] kiekiai yra daug mažesni “, - sakė jis. Tai galėtų paaiškinti, kodėl ESO astronomai nerado jokios tamsiosios medžiagos mūsų kosminėje kaimynystėje. [Kas būtų, jei mūsų Saulės sistema būtų arčiau Paukščių Tako krašto?]

Tačiau tyrėjai tai teigė šalta Tamsiosios medžiagos dalelėms labai pritaria kosmologai, nes mažiau masyvioms tamsiosioms dalelėms iškiltų problemų susidaryti galaktikose pakankamai greitai, kad atitiktų astronomų stebėjimus ankstyvojoje visatoje.

Nauja teorija

Jei būsimi žvaigždžių judesių tyrimai patvirtins ESO išvadas, tvirtai teigdami, kad mūsų galaktikos regione tikrai nėra tamsiosios materijos, kosmologams gali tekti panaikinti visas dabartines teorijas ir pradėti iš naujo. „Iki šiol nežinoma išsami reliatyvistinė tamsiosios materijos paradigmos alternatyva, galinti paaiškinti stebėjimus visose skalėse, pradedant galaktikų sukimu ir baigiant galaktikų spiečiais“, - teigė Moni-Bidin.

Prinstono Tremaine'as sutiko: "Nemanau, kad bet kuri iš tamsiųjų medžiagų alternatyvų yra labai tikėtina".

Stebėkite Natalie Wolchover „Twitter“ @nattyover. Sekite gyvenimo mažąsias paslaptis „Twitter @llmysteries“ ir prisijunkite prie mūsų „Facebook“.


Vaizdo Papildas: What is Dark Matter and Dark Energy?.




Tyrimas


Sibiro Kraterio Paslaptis: Ar Tikrai Sprogo Sprogstančios Dujų Kišenės?
Sibiro Kraterio Paslaptis: Ar Tikrai Sprogo Sprogstančios Dujų Kišenės?

Po Didžiulio Haiti Drebėjimo Paaiškėjo Netikėtumai
Po Didžiulio Haiti Drebėjimo Paaiškėjo Netikėtumai

Mokslas Naujienos


Šie Augalų Chemikalai Gali Padėti Jūsų Širdies Sveikatai
Šie Augalų Chemikalai Gali Padėti Jūsų Širdies Sveikatai

Dėl Anestezijos Galite Būti Šiek Tiek Sąmoningi
Dėl Anestezijos Galite Būti Šiek Tiek Sąmoningi

Ekstremalūs Orai 2011 M.: Kas Sukėlė Klimato Chaosą
Ekstremalūs Orai 2011 M.: Kas Sukėlė Klimato Chaosą

Kaip Įveikti Stresą Nėštumo Metu
Kaip Įveikti Stresą Nėštumo Metu

Saldūs Gėrimai, Susiję Su Ankstesnėmis Mergaičių Menstruacijomis
Saldūs Gėrimai, Susiję Su Ankstesnėmis Mergaičių Menstruacijomis


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com