دانشعلمی

ماده تاریک ، مدل دینامیکی تغییر یافته نیوتون و گرانش انیشتین

در سال 1992، “Jacobus Kapteyn” با استفاده از مدل گرانشی نیوتون به مطالعه سرعت ستارگان در کهکشان آندرومدا پرداخت. نتیجه مطالعه و رصد این ستاره ها نشان داد که ستارگان سرعت یکسانی در چرخش به دور مرکز کهکشان دارند. در آن دوران چند سالی از ارایه نسبیت عمومی می گذشت و ستاره شناسان این گونه مطالعات را با در نظر گرفتن این فرض ادامه دادند که سرعت ستاره ها بسیار کمتر از سرعت نور است و کهکشان های مارپیچی میدان گرانشی چندان قوی ندارند، پس نیاز به استفاده از نسبیت عمومی انیشتین نیست و مدل دینامیکی نیوتون برای این مطالعه کافی است. (مگر اینکه ستاره های بسیار نزدیک به مرکز کهکشان را مطالعه کنیم). بر اساس مدل نیوتونی سرعت ستارگان به دور مرکز کهکشان باید با دور شدن از مرکز کهکشان کمتر شود. اما این اتفاق نه تنها برای این کهکشان بلکه برای تعدادی دیگر از کهکشان ها نمی افتاد.


این مساله دو چهره میتوانست به خود بگیرد. یا مدل گرانشی اشتباه بود و یا ماده ای در کهکشان وجود داشت که به صورت عادی رصد نمیشد و مسوول گرانش اضافه مورد نیاز برای سرعت بالای ستاگان دورتر از مرکز کهکشان بود. نام این ماده ناشناخته را ماده تاریک نامیدند و به دنبال ذرات تشکیل دهنده آن بودند. فرضیه و مدل هایی برای ذرات تشکیل دهنده ماده تاریک ارایه شد. اما کشف آنها همچنان اتفاق نیفتاده است و نتایج آزمایشات راضی کننده نبوده است.

آیا ماده تاریک وجود دارد؟

ماده تاریک در کهکشان


سال 1983، Mordehai Milgrom مسیر دیگر را برای حل معما انتخاب کرد. این ستاره شناس با تغییر مدل دینامیکیه نیوتون توانست به ابهامات پاسخ دهد. هر چند این روش نتایج مثبتی داشت اما در جامعه علمی به اندازه نظریه ماده تاریک مورد توجه قرار نگرفت. اخیرا چند کهکشان کشف شده اند که ظاهرا ماده تاریک ندارند و نظریه ابتدایی نیوتون بر اینها صادق است. پس احتمال وجود ماده تاریک کمتر از گذشته شده و استفاده از مدل تغییر یافته نیوتون بیشتر شده است.
اما این پایان داستان نیست. در سال 2013 یک گروه اخترفیزیکدان توجه خود را به نادیده گرفتن نسبیت انیشتین جلب کردند. آنها ابتدا نشان دادن که نمیتوان حتی در میدان گرانشی ضعیف کهکشان های مارپیچی و سرعت کم ستارگان به دور مرکز کهکشان، نسبیت عمومی را نادیده گرفت. تا حالا فقط تعداد کمی از کهکشان های مارپیچی با این اصلاحات مطالعه شده اند اما، در مقالات اخیر این نظریه به خوبی سرعت ستارگان به دور مرکز کهکشان را توجیه می کند.

اینکه کدام نظریه میتواند پیروز این رقابت باشد، هنوز پاسخ قطعی ندارد. مطالعات همچنان ادامه دارد، اما وجود ماده تاریک کمتر از گذشته محتمل و ضروری دانسته می شود.

منبع سایت : physicsworld

برچسب ها

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Solve : *
14 × 1 =


دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن