Ein neuer Blick auf die Rotation von Galaxien rettet die umstrittene Gravitationstheorie

Die von Dr. Indranil Banik von der School of Physics and Astronomy in St. Andrews geleitete Studie hat eine hohe vorhergesagte Rotationsgeschwindigkeit des Gases in der Zwerggalaxie festgestellt, was mit einer zuvor widerlegten Theorie namens Milgromian Dynamics (MOND) übereinstimmt. . Eine frühere Untersuchung der Rotationsgeschwindigkeit des Gases in der Zwerggalaxie AGC 114905 zeigte, dass das Gas sehr langsam rotiert und erklärte die MOND-Theorie für tot.

Solche Theorien sind notwendig, um unser Universum zu verstehen, weil sich Galaxien nach bekannter Physik so schnell drehen, dass sie auseinander gesprengt werden sollten. MOND, eine umstrittene Alternative zur vorherrschenden Allgemeine Relativitätstheorie – das von Einstein inspirierte Verständnis der Schwerkraft, das dunkle Materie benötigt, um Galaxien zusammenzuhalten – benötigt keine dunkle Materie. Da dunkle Materie trotz jahrzehntelanger akribischer Suche nie entdeckt wurde, wurden verschiedene Theorien aufgestellt, um zu erklären, was Galaxien zusammenhält, und es wird darüber debattiert, welche richtig ist. Die sehr niedrige Rotationsrate, die in der Studie von Mancera Pina et al. berichtet wird, widerspricht den Vorhersagen für ein Universum, das von der Allgemeinen Relativitätstheorie mit reichlich dunkler Materie beherrscht wird.

Dr. Baniks Gruppe sagt, dass die von der MOND-Schwerkrafttheorie vorhergesagte hohe Rotationsrate mit Beobachtungen übereinstimmt, wenn die Neigung der Galaxie zu hoch ist.

Die Rotation von Sternen und Gas in fernen Galaxien kann nicht direkt gemessen werden. Aus genauen spektroskopischen Messungen ist nur die Komponente entlang der Sichtlinie bekannt. Wenn Sie die Galaxie fast von Angesicht zu Angesicht betrachten, dreht sie sich hauptsächlich in der Ebene des Himmels. Dies kann Beobachter zu der Annahme verleiten, dass sich die Galaxie tatsächlich sehr langsam dreht, was dazu führt, dass sie die Neigung zwischen der Scheibe und den Himmelsebenen überschätzen. Auf diese Weise lässt sich abschätzen, wie elliptisch eine Galaxie zu sein scheint.

Die neue Studie untersuchte diese wichtige Frage anhand detaillierter MOND-Simulationen einer AGC 114905 ähnlichen Scheibengalaxie, die an der Universität Bonn von Srikanth Nagesh und Pavel Krupa, Professor an der Universität Bonn und der Karls-Universität in Prag, durchgeführt wurden. Simulationen zeigen, dass es etwas elliptisch erscheinen kann, selbst wenn es von vorne betrachtet wird. Dies liegt daran, dass die Sterne und das Gas in der Galaxie Schwerkraft haben und in eine etwas nicht kreisförmige Form gezogen werden können. Ein ähnlicher Prozess verursacht Spiralarme in Scheibengalaxien, die so häufig vorkommen, dass sie oft als Spiralgalaxien bezeichnet werden.

Infolgedessen könnte die Galaxie dem Betrachter viel näher sein, als Beobachter dachten. Dies könnte bedeuten, dass sich die Galaxie viel schneller dreht als berichtet, was MOND entlastet.

Dr. Banick, Hauptautor der neuen Studie, sagte: „Unsere Simulationen zeigen, dass die Neigung von AGC 114905 deutlich kleiner sein könnte als berichtet, was bedeutet, dass sich die Galaxie tatsächlich viel schneller dreht, als die Leute nach den Erwartungen von MOND denken.“ Dr. Hongsheng Zhao von der School of Physics and Astronomy an der University of St. Andrews sagte: „Die sehr niedrige aufgezeichnete Rotationsrate dieser Galaxie widerspricht sowohl MOND als auch dem Standardansatz für dunkle Materie. Aber nur MOND ist in der Lage, diesen Widerspruch zu umgehen."

Die neue Studie argumentiert auch, dass es unwahrscheinlich ist, dass ein ähnlicher „False Tilt“-Effekt unter dem Standard-Dark-Matter-Ansatz auftritt, da die Galaxie von einem glatten Halo aus Dunkler Materie dominiert wird. Die Sterne und das Gas haben wenig Einfluss auf die Schwerkraft, daher ist die Scheibe nicht „selbstgravitierend“.

Das bedeutet, dass es bei direkter Betrachtung wahrscheinlich sehr rund erscheinen wird, was durch Simulationen unterstützt wird, die von einer anderen Gruppe durchgeführt wurden. Folglich muss die beobachtete Elliptizität auf eine erhebliche Neigung zwischen der Scheibe und den Himmelsebenen zurückzuführen sein. In diesem Fall ist die Rotationsgeschwindigkeit sehr gering, was bedeutet, dass es in der Galaxie wenig dunkle Materie gibt. Aus dieser Sicht ist es für eine isolierte Zwerggalaxie unmöglich, eine so kleine Menge dunkler Materie zu haben, wenn man bedenkt, wie viel Masse sie in Form von Sternen und Gas hat.

Pavlo Krupa, Professor an der Universität Bonn und der Karls-Universität in Prag, sagte zum breiteren Kontext dieser Ergebnisse: „Obwohl MOND in den durchgeführten Tests gut abschneidet, verursacht der Standardansatz sehr ernste Probleme auf allen Skalen, von Zwerggalaxien wie AGC 114905 zu den kosmologischen Skalen, die von vielen unabhängigen Gruppen gefunden wurden".

Sie können der Ukraine helfen, gegen die russischen Invasoren zu kämpfen. Der beste Weg, dies zu tun, besteht darin, Gelder an die Streitkräfte der Ukraine zu spenden Das Leben retten oder über die offizielle Seite NBU.

Lesen Sie auch:

• Hubble und die Expansion des Universums: Vor 30 Jahren nahm das Weltraumteleskop seine Mission auf
• Die Menschheit hat große Pläne für den Abbau von Mineralien im Weltraum, aber es gibt viele „Aber“