في أعماق الفضاء المظلمة ، أصبحت نماذجنا للكون فوضوية. أحيت دراسة جديدة للمجرة القزمة فائقة الانتشار AGC 114905 نظرية مثيرة للجدل (أو بتعبير أدق فرضية) الجاذبية ، وقد أعطانا أسئلة أكثر من الإجابات حول ما الذي يجعل مجراتنا تعمل.
كل شيء يبدأ بـ مادة سوداء – أو في هذه الحالة ، لا توجد مادة مظلمة. على الرغم من أن معظم علماء الكونيات يتفقون على أن هناك شيئًا ما يسمى “المادة المظلمة” ، والتي تسبب تدور المجرات الحلزونية أسرع مما ينبغيحتى المادة المظلمة لا تجيب على كل الأسئلة التي نحتاجها.
لذا ، ليس من الجيد النظر إلى بعض الخيارات البديلة. كما تعلم ، فقط في حالة تمكنا من العثور على الشيء.
تسمى فرضية بديلة للمادة المظلمة الديناميكيات النيوتونية المعدلة (MOND) أو إطار ديناميكيات Milgromian. تشير هذه الفرضية – التي نشرها الفيزيائي مورديهاي ميلجروم لأول مرة في عام 1983 – إلى أننا لسنا بحاجة إلى مادة مظلمة لملء فجوات الجاذبية في الكون ، إذا قمنا بحساب قوى الجاذبية التي تتعرض لها النجوم في مناطق المجرة الخارجية بطريقة مختلفة عن الطريقة التي تتبعها نيوتن. توحي القوانين.
لاختبار هذه الفكرة ، وهي العمل بالتناسب مع نصف قطر النجم أو تسارع الجاذبية ، نحتاج إلى النظر في سرعات المجرات – خاصة المجرات الغريبة مثل المجرات فائقة الانتشار.
هذه فراخ البط القبيحة الضعيفة جدًا في عالم المجرة لديها عادة ألا تتصرف مثل المجرة. على سبيل المثال ، بعض المجرات فائقة الانتشار تبدو تكون مصنوعة بالكامل تقريبًا من المادة المظلمة ، في حين أن البعض الآخر يكاد يكون خاليًا تمامًا من المادة المظلمة.
وهنا يأتي دور AGC 114905. هذه المجرة القزمة شديدة الانتشار حوالي 250 مليون سنة ضوئية تم فحصه مؤخرًا بالتفصيل في أ مقال نُشر في عام 2021 دراسة مدى سرعة دورانه.
لكن هذا الفريق اكتشف أن دوران المجرة كان بطيئًا للغاية – بطيئًا بدرجة كافية بحيث لا يحتاجون فقط إلى المادة المظلمة لتأكيد النماذج ، ولكن أيضًا منحنى دوران المجرة يلقي بظلال من الشك على إطار العالم. هذا لا يتوافق مع أي من الفرضيتين.
“السرعة الدورانية المنخفضة جدًا المبلغ عنها لهذه المجرة غير متوافقة مع كل من MOND والنهج القياسي للمادة المظلمة ،” يقول عالم الفيزياء بجامعة سانت أندروز وأحد الباحثين في الورقة الجديدة ، هونغ شنغ تشاو.
“لكن MOND فقط هي القادرة على التحايل على هذا التناقض الواضح.”
كشفت الورقة الجديدة “فضح” اكتشاف عام 2021 ، مما يشير إلى أن المشكلة ليست مع MOND ، بل في ميل المجرة نفسها.
عندما ننظر إلى المجرات البعيدة في أعماق الفضاء ، قد يكون من الصعب أحيانًا تأكيد الزاوية التي نراها. وجد الفريق الأصلي أن AGC 114905 يبدو بيضاوي الشكل ، مما يشير إلى أننا ننظر إلى المجرة من زاوية واحدة.
لكن باستخدام عمليات المحاكاة ، يقترح الباحثون الآن أن المجرة يمكن أن تظهر بشكل بيضاوي حتى عند مواجهتنا. سيؤدي تغيير زاوية المجرة بالنسبة إلينا أيضًا إلى تغيير سرعة دوران المجرة ، مما يجعل كل حسابات MOND تتراكم في النهاية.
“تظهر عمليات المحاكاة التي أجريناها أن ميل AGC 114905 يمكن أن يكون أقل بكثير مما تم الإبلاغ عنه ، مما يعني أن المجرة في الواقع تدور بشكل أسرع بكثير مما يعتقده الناس ، بما يتماشى مع توقعات MOND ،” يقول المؤلف الرئيسي للورقة الجديدة ، الفيزيائي إندرانيل بانيكأيضا من جامعة سانت أندروز.
الآن ، لا يزال هذا السؤال مفتوحًا. لا نعرف ما إذا كانت هذه الورقة الجديدة ، أو ورقة 2021 ستتوج منتصرة – أو على الأقل الأكثر صحة.
في غضون ذلك ، إذا استمر هذا الاكتشاف الجديد ، فيبدو أن إطار عمل MOND قد يعيش يومًا آخر. بقدر ما قد يكون MOND ، مع بقاء المادة المظلمة بعيد المنال والعديد من الأسئلة الأخرى دون إجابة ، نحن بحاجة إلى كل خيار ممكن.
تم نشر البحث في الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية.
