کهکشان های غنی از گاز، پیش بینی نظریه ی اصلاح شده ی گرانش را تأیید می کند

طبق جدیدترین بررسی های پروفسور استیسی مک گائو (Stacy McGaugh) از دانشگاه مریلند، آخرین داده های گرفته شده از کهکشان های غنی از گاز با دقت بالایی با پیش بینی های یکی از نظریه های گرانش اصلاح شده به نام موند (MOND) مطابقت دارد. مک گائو اشاره می کند: "این نتایج که جزو آخرین پیش بینی های موفق موند است، سؤالات جدیدی در مورد صحت مدلهای کیهان شناختی حاکم بر می انگیزد."
بر طبق کیهان شناسیِ نوین، برای آنکه عالم رفتاری مطابق آنچه از آن مشاهده می کنیم داشته باشد، جرم و انرژی آن باید عمدتاً از ماده ی تاریک و انرژی تاریک تشکیل شده باشد. با این وجود مدرک صریحی برای وجود این عناصر نامرئی وجود ندارد. توضیح نه چندان محبوب دیگری نیز وجود دارد که می گوید نظریه ی کنونی گرانش برای توضیح دینامیک سیستمهای کیهانی کفایت نمی کند.
تعداد اندکی نظریه که درک ما را از گرانش اصلاح می کند نیز پیشنهاد شده اند. یکی از این نظریه ها دینامیک اصلاح شده ی نیوتونی (Modified Newtonian Dynamics – MOND) است که در سال 1983 توسط موتی میلگروم (Moti Milgrom) ارائه شد. یکی از پیش بینی های موند، رابطه ی بین جرم کهشکشان و سرعت دورانی تخت آن را مشخص می کند. با این حال، پیش از این خطای موجود در تخمین جرم ستاره های موجود در کهکشانهای مارپیچی (همچون کهکشان راه شیری) از انجام آزمایشی قطعی در این زمینه جلوگیری می کرد.
برای اجتناب از این مشکل مک گائو کهکشان های غنی از گاز، که نسبتاً تعداد ستاره های کمتری دارند و بیشتر جرمشان به صورت ساختارهای گازی میان-ستاره ایست، را بررسی کرد. او می گوید: "ما فیزیک جذب و نشر انرژی اتمها را در ساختارهای گازی میان-ستاره ای می دانیم، به صورتی که شمارش فوتون ها در این ساختار ها همانند شمارش اتمهاست. این کار به ما اجازه می دهد تخمین دقیقی از جرم کهکشان داشته باشیم."
مک گائو 47 نمونه از آخرین داده هایی که خود و دیگر دانشمندان در زمینه ی تعیین جرم و سرعت دورانی تخت چند کهکشان غنی از گاز تهیه کرده بودند را جمع آوری نمود و آنها را با روابط پیش بینی شده در موند مقایسه کرد. نتایج هر 47 نمونه بسیار به پیش بینی های موند نزدیک بوند. به علاوه هیچ مدلی از ماده ی تاریک در این محاسبات اعمال نشده بود.
مک گائو اضافه می کند: "به نظر من اینکه پیش بینی های میلگروم بعد از یک چهارم قرن چنین با نتایج به دست آمده از کهکشان-های غنی از گاز مطابقت دارد، بسیار چشم گیر است."
تقریباً همه بر سر اینکه عالم در ابعاد خوشه های کهکشانی بزرگ و بالاتر، به خوبی با نظریه ی ماده ی تاریک-انرژی تاریک توصیف می شود توافق دارند. اما به گفته ی مک گائو چنین کیهان شناسی ای به ما نمی گوید که در ابعاد کهکشان ها و کوچکتر از آن چه اتفاقی می افتد. او می گوید: "در مورد موند قضیه برعکس است. موند مقیاس های کوچک را به خوبی توضیح می دهد اما در مورد مقیاس های بزرگ اطلاعات چندانی نمی دهد. البته می توان با فرض ماده تاریک شروع کرد و پارامترها را به گونه ای تنظیم نمود که در مورد یافته های فعلی جوابگو باشد، اما این کار به اندازه ی پیش گویی نتایج قبل از بدست آوردن آنها با شکوه نیست، به خصوص که ما نمی توانیم ماده ی تاریک را مستقیماً ببینیم. می توانیم هر گونه تطبیقی که لازم باشد در پارامترها ایجاد کنیم، اما این کار مانند گنجاندن حرکت سیارات در مدار دوایر بطلمیوسی است." دوایر بطلمیوسی توسط بطلمیوس، دانشمند یونان باستان استفاده شده بود تا اکتشافات رصدی جدید را در مدل کیهانشناسی زمین مرکز بگنجاند.
مک گائو می پرسد: " اگر نظر ما در مورد وجود ماده ی تاریک درست است، پس اصلاً چرا نظریه ی موند کار می کند؟ سرانجام نظریه ای درست - چه ماده تاریک، چه اصلاحی بر گرانش – باید این مسئله را توضیح دهد."
پیش نویسی از مقاله ی اصلی را می توانید در arXive.org ببینید.
منبع خبر:
http://newswire.ascribe.org