Astrofysici Beweren Dat Ze Een 'Galaxy Without Dark Matter' Hebben Gevonden

{h1}

Donkere materie, als die bestaat, zou overal moeten zijn. Maar wetenschappers hebben zojuist een melkweg ontdekt die er helemaal geen lijkt te hebben.

Dit is een probleem: het universum werkt alsof het veel zwaarder is dan het lijkt.

Neem sterrenstelsels, die gigantische, draaiende massa's sterren. De wetten van beweging en zwaartekracht vertellen ons hoe snel deze objecten zouden moeten draaien, gezien hun omvang. Maar observaties door telescopen laten zien dat ze sneller draaien dan we hadden verwacht, alsof ze eigenlijk veel massiever waren dan de sterren die we kunnen zien.

Astrofysici hebben twee hoofdoplossingen voor dit probleem bedacht. Of er is veel massa in het universum die we niet direct kunnen detecteren, massabeweten noemen donkere materie, of er is geen donkere materie die er is, maar er ontbreekt iets in onze wetten van zwaartekracht en beweging. Onderzoekers noemen de tweede voorgestelde oplossing gemodificeerde Newtoniaanse dynamiek (MOND), wat suggereert dat als de wetten goed zijn aangepast, het universum logisch zou zijn zonder donkere materie.

Een nieuw artikel, vandaag gepubliceerd (28 maart) in het tijdschrift Nature, biedt overtuigend bewijs dat er echt donkere materie is en dat het wijzigen van de wetten van de fysica op zich niet het gewichtsprobleem van het universum zou oplossen. [De 18 grootste onopgeloste mysteries in de natuurkunde]

In die studie vonden de onderzoekers een object dat zou kunnen bestaan ​​in een universum dat donkere materie heeft, maar dat zou bijna onvoorstelbaar zijn in een MOND-universum: een volledig normaal sterrenstelsel, dat lijkt te werken zonder krachten van het donkere materie-type.

Onderzoekers spotten voor het eerst NGC 1052-DF2 via de Dragonfly Telephoto Array. Daarna, na lange observaties door telescopen zoals Hubble en Hawaii's Gemini en W.M. Keck-observatoria, de onderzoekers ontdekten dat het sterrenstelsel precies zo gedraagt ​​als onze natuurwetten voorspellen dat het zou moeten - zonder de noodzaak van correcties van donkere materie. Het beweegt net zo snel als de reguliere oude wetten van de astrofysica suggereren, wanneer berekend op basis van de massa van de sterren die onderzoekers kunnen zien. En die normaliteit is heel raar.

De Dragonfly Telephoto Array is een robotachtige sky-watcher die in de ruimte vanuit New Mexico tuurt door verschillende gewone Canon-lenzen die allemaal samenwerken.

De Dragonfly Telephoto Array is een robotachtige sky-watcher die in de ruimte vanuit New Mexico tuurt door verschillende gewone Canon-lenzen die allemaal samenwerken.

Credit: University of Toronto and Yale University

Dus NGC 1052-DF2 is een hoofd-krabber, of je nu leunt naar donkere materie of naar MOND. Maar natuurkundigen die door WordsSideKick.com werden gecontacteerd om dit document te bespreken, zeiden meestal dat de bevinding dat donkere materie (al de dominante verklaring voor de gekte van het universum) er veel waarschijnlijker uitziet.

Het ding over donkere materie, of wat er ook maar de oorzaak van is dat de buitenruimte zo raar beweegt, is dat het voorspelbaar is verspreid door het universum. Natuurkundigen verwachten dat de donkere materie "halo" rond lichtgewicht, schemerige sterrenstelsels zoals NGC 1052-DF2 extra groot is en ze verwachten minder bewijs te vinden voor effecten van donkere materie in meer massieve sterrenstelsels. Evenzo verwachten de MOND-theoretici de meest significante waarneembare effecten van hun gewijzigde wetten te vinden in minder massieve sterrenstelsels zoals NGC 1052-DF2 en minder effecten in meer massieve sterrenstelsels.

Kathryn Zurek, een astrofysicus van het Lawrence Berkeley National Laboratory die niet op de krant heeft gewerkt, schreef in een e-mail aan WordsSideKick.com dat de ontdekking "op het eerste gezicht een andere nagel in de doodskist van MOND lijkt te zijn", omdat "de afwezigheid van DM [donkere materie] in deze melkweg laat zien dat baryons [normale materie] en DM inderdaad als afzonderlijke stoffen werken. "

Met andere woorden, het vinden van een melkweg zonder donkere materie is een redelijk goed bewijs dat donkere materie echt is. Als er niet zoiets bestond als donkere materie en de huidige natuurwetten gewoon iets fout waren, zou je verwachten dat de wetten net zo verkeerd zijn in de NGC 1052-DF2 als overal elders. [8 sterrenstelsels met gekke namen]

Maar dat betekent niet dat de resultaten in dit artikel ook een perfecte ondersteuning bieden voor theorieën over de donkere materie.

"Er zijn simulaties van het universum die teruggaan in de buurt van de oerknal en die aantonen dat donkere materie werd geproduceerd en waar de aangetaste materie door de zwaartekracht normaal aangetrokken werd, en dat is hoe de sterrenstelsels werden gevormd", zei Dan Bauer, een fysicus bij Fermi National Accelerator Laboratory, die bestudeert donkere materie en werkte niet op het papier.

Aan het begin van alles suggereren die simulaties dat alle materie die we in de Melkweg zien, in een dun gas is verdeeld. Maar de donkere materie zweefde in bosjes. En na verloop van tijd trokken die klompjes het gas aan met hun zwaartekracht. Het gas knarsde samen in ballen, verlichtte zich als sterren en vormde planeten en sterrenstelsels. [Is donkere materie minder 'Bubbel' dan voorspeld?]

"Kortom, het was het zaadje voor tekenen in normale materie," vertelde Bauer WordsSideKick.com. "Dus als je een melkweg vindt die geen donkere materie lijkt te hebben, moet je vragen:" Hoe werd het gevormd? "

Hoewel NGC 1052-DF2 geen fundamentele regels van de theorie van de donkere materie overtreedt, zei Bauer dat de melkweg verrassend en onverwacht genoeg is om astrofysici te dwingen nieuwe modellen te ontwikkelen voor hoe sterrenstelsels samenkomen.

Stacy McGaugh, astrofysicus aan de Case Western Reserve University in Ohio, die zowel aan donkere materie als aan MOND heeft gewerkt en niet op papier heeft gewerkt, was het niet eens met het idee dat deze melkweg MOND weerlegt of de zaak voor donkere materie versterkt.

"Ik vind deze [ontdekking] onwaarschijnlijk in alle mogelijke contexten," schreef McGaugh in een e-mail. "Dat maakt het niet verkeerd, gewoon echt raar."

Als NGC 1052-DF2 zich gedraagt ​​zoals het nieuwe onderzoek beschrijft, schreef hij, dat uitdagingen biedt voor beide verklaringen voor de ontbrekende massa in het universum. Natuurlijk, MOND verklaart niet gemakkelijk dat een melkweg zich gedraagt ​​alsof er geen massa ontbreekt. Maar theoretici in de donkere materie hebben zwaar vertrouwd op het idee van 'abundantie-matching', dat de massa's halo's in de donkere materie nauw verbindt met de massa's van de sterrenstelsels die ze omringen.

"Dit is een veelvoorkomende ervaring van mij: wanneer ik iets vind wat niet logisch is in MOND, is het meestal ook niet logisch in donkere materie," schreef hij.

Maar McGaugh was in dit opzicht iets van een uitschieter.

"Ik vind dat [gezichtspunt] helemaal niet overtuigend," zei Bauer. "Voor mij zijn er veel manieren waarop je een melkweg als deze zou kunnen vormen - bijvoorbeeld bij een botsing van andere sterrenstelsels."

McGaugh voerde ook aan dat het document op te weinig gegevens vertrouwt voor wetenschappers om volledig zeker te zijn van de conclusie. De onderzoekers berekenden de centrifugesnelheid van NGC 1052-DF2 door te kijken naar de beweging van 10 objecten in het gebied van de melkweg. En 10 objecten zijn niet altijd genoeg om de beweging van een melkweg nauwkeurig te meten, zei hij.

"Ik heb geen reden om aan de gegevens te twijfelen, hoewel ik merk dat er maar 10 objecten zijn die bijdragen aan de [snelheids] meting," schreef hij. En 10 objecten zijn niet altijd genoeg om de beweging van een melkweg nauwkeurig te meten. "Wanneer meer gegevens worden verkregen, blijkt dit aantal soms voldoende te zijn geweest, maar soms blijkt het ontoereikend te zijn. Dit is dus aan de harige kant geloofwaardig. "

Hij bracht ook de mogelijkheid onder de aandacht dat een andere melkweg in de buurt de beweging van NGC 1052-DF2 aan het veranderen was door een element van MOND dat het "externe veldeffect" wordt genoemd. Hij zei echter dat hij meer nauwkeurige gegevens nodig had om meer te zeggen.

WordsSideKick.com reikte een aantal andere experts in galactische rotatie uit voor hun mening over de kracht van de metingen en claims van het papier, maar geen enkele reageerde op de tijd van de pers.

Bauer, wiens onderzoek zich richt op donkere materie maar niet op galactische rotatie, zei dat de meest interessante volgende stap voor hem simulaties zal zijn. Hij zei dat hij wil zien of onderzoekers die modelleren hoe sterrenstelsels zich vormen, modellen kunnen bedenken die NGC 1052-DF2 vertegenwoordigen.

Op dit moment is één artikel over één sterrenstelsel verre van een stevig bewijs van het bestaan ​​van de donkere materie. Maar het is nog een verleidelijke aanwijzing over het onzichtbare mysterie van het universum.

Oorspronkelijk gepubliceerd op WordsSideKick.com.


Video Supplement: Electric Arcs on Jupiter's Moon Io | Space News.




Onderzoek


Countdown: 'S Werelds Snelste Voertuigen
Countdown: 'S Werelds Snelste Voertuigen

10 Beste Plekken Op Aarde Om Naar De Aurora'S Te Kijken
10 Beste Plekken Op Aarde Om Naar De Aurora'S Te Kijken

Science Nieuws


Moore, Oklahoma Tornado - Veelgestelde Vragen
Moore, Oklahoma Tornado - Veelgestelde Vragen

5 Leuke Weetjes Over St. Patrick'S Day
5 Leuke Weetjes Over St. Patrick'S Day

Meer Dan Één Taal Spreken Verlicht Het Herstel Van De Beroerte
Meer Dan Één Taal Spreken Verlicht Het Herstel Van De Beroerte

Waarom Knut De Ijsbeer Zo Plotseling Stierf
Waarom Knut De Ijsbeer Zo Plotseling Stierf

Hoe Weerballonnen Werken
Hoe Weerballonnen Werken


WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com