Sie möchten wahrscheinlich Ihre skeptische Schutzbrille aufsetzen und sie für diese auf das Maximum einstellen. Ein italienischer Mathematiker hat einige komplexe Formeln entwickelt, die mit bemerkenswerter Ähnlichkeit die Rotationskurven von Spiralgalaxien nachahmen können, ohne dass dunkle Materie erforderlich ist.
Gegenwärtig stellen diese galaktischen Rotationskurven einen wichtigen Beweis für die Existenz dunkler Materie dar - da sich die äußeren Sterne rotierender Galaxien häufig so schnell um eine galaktische Scheibe bewegen, dass sie in den intergalaktischen Raum fliegen sollten - es sei denn, es ist eine zusätzliche „unsichtbare“ Masse vorhanden in der Galaxie, um sie durch Gravitation in ihren Bahnen zu halten.
Das Problem kann unter Berücksichtigung der Kepler-Bewegung der Planeten in unserem Sonnensystem erkannt werden. Merkur umkreist die Sonne mit einer Umlaufgeschwindigkeit von 48 Kilometern pro Sekunde - während Neptun die Sonne mit einer Umlaufgeschwindigkeit von 5 Kilometern pro Sekunde umkreist. Im Sonnensystem ist die Nähe eines Planeten zur wesentlichen Masse der Sonne eine Funktion seiner Umlaufgeschwindigkeit. Wenn also die Masse der Sonne irgendwie reduziert würde, würde die vorhandene Umlaufgeschwindigkeit von Neptun sie hypothetisch von ihrer aktuellen Umlaufbahn nach außen bewegen und sie möglicherweise in den interstellaren Raum schleudern, wenn die Änderung signifikant genug wäre.
Die Physik der Milchstraßengalaxie unterscheidet sich vom Sonnensystem, da ihre Masse gleichmäßiger über die galaktische Scheibe verteilt ist und nicht 99% ihrer Masse zentral konzentriert sind - so wie es im Sonnensystem der Fall ist.
Wie wir in diesem Artikel des Space Magazine erklären, müssen wir jedoch anerkennen, dass die sichtbaren Objekte in der Milchstraße nur 10-20% haben, wenn wir eine ähnliche Beziehung zwischen der kumulativen Masse der Milchstraße und der Umlaufgeschwindigkeit ihrer äußeren Sterne annehmen der Masse, die erforderlich ist, um die Umlaufgeschwindigkeit der Sterne in ihrer äußeren Scheibe zu enthalten. Wir schließen daraus, dass der Rest dieser galaktischen Masse dunkle (unsichtbare) Materie sein muss.
Dies ist die zeitgenössische Konsensansicht der Funktionsweise von Galaxien - und eine Schlüsselkomponente des aktuellen Standardmodells der Kosmologie des Universums. Aber Carati ist auf eine scheinbar unplausible Idee gekommen, dass die Rotationskurven von Spiralgalaxien durch den Gravitationseinfluss ferner Materie erklärt werden könnten, ohne dass man sich überhaupt auf dunkle Materie berufen müsste.
Konzeptionell macht die Idee wenig Sinn. Die Positionierung einer gravitativ signifikanten Masse außerhalb der Umlaufbahn der Sterne könnte sie in breitere Umlaufbahnen ziehen, aber es ist schwer zu erkennen, warum dies zu ihrer Umlaufgeschwindigkeit beitragen würde. Das Ziehen eines Objekts in eine breitere Umlaufbahn sollte dazu führen, dass die Umlaufbahn der Galaxie länger dauert, da es mehr Umfang zum Abdecken hat. Was wir im Allgemeinen in Spiralgalaxien sehen, ist, dass die äußeren Sterne die Galaxie innerhalb ungefähr derselben Zeitspanne umkreisen wie mehr innere Sterne.
Obwohl der vorgeschlagene Mechanismus ein wenig unplausibel erscheint, ist das Bemerkenswerte an Caratis Behauptung, dass die Mathematik anscheinend galaktische Rotationskurven liefert, die genau den beobachteten Werten von mindestens vier bekannten Galaxien entsprechen. In der Tat liefert die Mathematik eine außerordentlich enge Passform.
Wenn die skeptische Schutzbrille fest sitzt, können aus dieser Feststellung die folgenden Schlussfolgerungen gezogen werden:
• Es gibt so viele Galaxien, dass es nicht schwer ist, vier Galaxien zu finden, die zur Mathematik passen.
• Die Mathematik wurde nachgerüstet, um bereits beobachteten Daten zu entsprechen.
• Die Mathematik funktioniert einfach nicht. oder
• Während die Interpretation der Daten durch den Autor zur Diskussion steht, funktioniert die Mathematik wirklich.
Die Mathematik stützt sich auf Prinzipien, die in den Einstein-Feldgleichungen festgelegt sind, was problematisch ist, da die Feldgleichungen auf dem kosmologischen Prinzip basieren, das davon ausgeht, dass die Wirkung weit entfernter Materie vernachlässigbar ist - oder zumindest in großem Maßstab ausgeglichen wird.
Verwirrenderweise werden in Caratis Artikel zwei weitere Beispiele aufgeführt, bei denen die Mathematik auch Galaxien mit abnehmenden Rotationsgeschwindigkeiten in ihre äußeren Sterne einpassen kann. Dies wird erreicht, indem das Vorzeichen einer der Formelkomponenten (die + oder - sein können) umgeschaltet wird. Einerseits bewirkt ferne Materie einen positiven Druck, der die schnelle Rotation von Sternen enthält und deren Abfliegen verhindert - und andererseits einen negativen Druck, der einen atypischen Zerfall in a fördert Rotationskurve der Galaxie.
Wie das Sprichwort sagt, wenn etwas zu gut scheint, um wahr zu sein, ist es wahrscheinlich nicht wahr. Alle Kommentare sind willkommen.
Weiterführende Literatur:
Carati Gravitationseffekte der fernen Materie auf die Rotationskurven von Spiralgalaxien.
