在疯狂的转折中,物理学家复兴了另一种引力理论
星系 AGC 114905 中中性氢气的射电图像。 (Mancera Pina 等人,MNRAS,2021)
在黑暗的太空深处,我们的宇宙模型变得混乱。一项针对超漫射矮星系 AGC 114905 的新研究复兴了一个有争议的理论(或更准确地说是一个假设)的引力,并给我们带来了更多关于是什么让我们的星系运转的问题而不是答案。
一切都始于– 或者在这种情况下,没有暗物质。尽管大多数宇宙学家都同意存在一种叫做“暗物质”的东西,导致螺旋星系旋转得比应有的速度快,即使是暗物质也不能回答我们需要它回答的所有问题。
因此,考虑一些替代方案并不是一个坏主意。你知道,万一我们永远找不到这些东西。
暗物质的另一种假设称为修正牛顿动力学 (MOND)或米尔格罗米亚动力学框架。这一假说由物理学家莫德海·米尔格罗姆 (Mordehai Milgrom) 于 1983 年首次发表,表明如果我们以与牛顿定律不同的方式计算银河系外区域恒星所经历的引力,我们就不需要暗物质来填补宇宙的引力间隙。建议。
为了测试这个想法,涉及与恒星半径或向心加速度成比例,我们需要观察星系的速度——特别是像这样的奇怪星系超弥散星系。
这些银河世界中非常微弱的丑小鸭有一个习惯,那就是不按照银河系应有的方式行事。例如,一些超弥散星系似乎待制作几乎全部由暗物质组成,而另一些则几乎完全是暗无物质的。
这就是 AGC 114905 的用武之地。这个超漫射矮星系距离约2.5亿光年最近在一篇文章中详细研究了2021年发表的论文研究它旋转的速度。
但这个团队发现星系的自转极其缓慢——慢到不仅不需要暗物质来证实模型,而且星系的自转曲线也对 MOND 框架产生了巨大的怀疑。它不符合任何一个假设。
“报告的这个星系的极低旋转速度与 MOND 和暗物质的标准方法不一致,”圣安德鲁斯大学物理学家、新论文的研究人员之一赵宏生说道。
“但只有 MOND 能够解决这个明显的矛盾。”
这篇新论文“揭穿”了 2021 年的发现,表明问题不在于 MOND,而在于星系本身的倾斜度。
当我们观察遥远的太空深处的星系时,有时很难确定我们看到的是哪个角度。最初的团队发现 AGC 114905 看起来是椭圆形的,这表明我们正在从一个角度观察这个星系。
但通过模拟,研究人员现在表明,即使星系正对着我们,它也可能呈现椭圆形。星系与我们的角度的变化也会改变星系旋转的速度,最终使所有 MOND 数学相加。
“我们的模拟表明,AGC 114905 的倾角可能比报道的要小得多,这意味着该星系的旋转速度实际上比人们想象的要快得多,这与 MOND 的预期相符。”新论文的主要作者、物理学家 Indranil Banik 说道,同样来自圣安德鲁斯大学。
现在,这仍然是一个悬而未决的问题。我们不知道这篇新论文或 2021 年的论文是否会获胜——或者至少是最正确的。
与此同时,如果这一新发现成立,MOND 框架似乎可能会继续存在下去。尽管 MOND 可能很疯狂,暗物质仍然难以捉摸,许多其他问题仍有待解答,但我们需要我们能得到的所有选择。
该研究发表在英国皇家天文学会每月通知。