Evrendeki kütlenin büyük kısmını oluşturan varsayımsal parçacık olan karanlık maddenin hayranı olmayabilirsiniz. Ve karanlık madde hipotezinin eksiklikleri olduğu doğru – ve elbette henüz herhangi bir karanlık madde parçacığı bulamadık. Ama gerçek şu ki, alternatifler çok daha kötü.
bu Evren açıklanamayan gizemlerle doludur (gökbilimcileri ve astrofizikçileri mutlu bir şekilde çalıştıran şeydir) ve bu gizemlerin çoğu çevreyi sarar. Yerçekimi. izlediğimiz gibi yıldızlar galaksilerinin merkezlerini yörüngeye oturttuklarında, kütleçekimiyle onları bu yörüngelerde tutabilecek görünür madde miktarı göz önüne alındığında, çok hızlı hareket ettiklerini görüyoruz.
galaksiler etrafta vızıltı galaksi kümeleri ayrıca kümelerdeki görünür kütle miktarı göz önüne alındığında çok hızlı hareket eder. Aynı kümeler arka plan ışığını çok fazla büküyor. Evrenimizdeki büyük yapılar bile ek bir kütle kaynağı olmadan çok hızlı bir şekilde ortaya çıktı.
İlişkili: Karanlık maddenin var olduğundan bu kadar emin mi olmalıyız?
Bilim adamlarının tüm bu farklı gözlemleri açıklamaları gereken en iyi hipotez, şu şekilde bilinen yeni bir tür parçacık olduğudur. karanlık madde, bu kozmosun içinde yaşar. Bu parçacık neredeyse tamamen görünmez olacak (adından dolayı), nadiren (eğer varsa) normal madde ile etkileşime girecekti. Bu fikir göründüğü kadar uzak bir fikir değil; nötrinolar tam olarak bu özelliklere sahip parçacıklardır. Karanlık maddeyi açıklamak için yeterli kütleye sahip değiller, ancak bu tür parçacıkların var olabileceğini gösteriyorlar.
Ancak karanlık madde hipotezi mükemmel değil. Galaksilerin büyümesinin bilgisayar simülasyonları, karanlık maddenin hakim olduğu galaksilerin merkezlerinde inanılmaz derecede yüksek yoğunluklara sahip olması gerektiğini gösteriyor. Gerçek galaksilerin gözlemleri, çekirdeklerinde daha yüksek yoğunluklar gösteriyor, ancak bu simülasyonların tahmin ettiği gibi neredeyse yeterli değil. Ayrıca, evrende gelişen karanlık madde simülasyonları, her galaksinin yüzlerce daha küçük uyduya sahip olması gerektiğini tahmin ederken, gözlemler sürekli olarak yetersiz kalıyor.
MOND davası
Karanlık madde hipotezinin mükemmel olmadığı ve herhangi bir aday parçacığın varlığına dair doğrudan bir kanıtımız olmadığı göz önüne alındığında, diğer seçenekleri keşfetmeye değer.
Böyle bir seçenek, 1970’lerde orijinal karanlık madde fikrinin yanı sıra astronom Vera Rubin ilk önce galaksilerin içinde çok hızlı hareket eden yıldızların problemini keşfetti. Ancak alternatif, evrene yeni bir bileşen eklemek yerine, yerçekiminin galaktik ölçeklerde nasıl çalıştığını değiştirerek tarifi değiştirir. Orijinal fikir, “değiştirilmiş Newton dinamikleri” için MOND olarak adlandırılır, ancak ad, bu orijinal kavramdan türeyen genel teoriler ailesi için de geçerlidir.
MOND ile etikette ne yazıyorsa onu alırsınız. Gezegensel veya güneş sistemi ölçeklerinde, Newton‘nin yerçekimi gayet iyi çalışıyor (elbette, tarafından sağlanan daha ayrıntılı yerçekimi hesaplamalarına ihtiyaç duyduğunuz durumlar hariç Genel görelilik). Ama bir kez büyüyünce, olağan F = anne aşina olduğumuz pek geçerli değil ve kuvvet ile ivme arasındaki ilişki farklı bir kural izliyor.
MOND altında, gözlemleri açıklamak için ek bir parçacığa gerek yoktur – sadece yerçekimi kuvvetinin küçük bir ayarı. Ve MOND altında yerçekiminin ince ayarı, galaksilerdeki yıldızların hareketlerini açıklamak için açıkça tasarlandığından, doğal olarak bunu çok iyi yapıyor. Teori ayrıca uyduların aşırı üretiminden ve aşırı yüksek galaktik karanlık madde çekirdeklerinden de zarar görmez.
kusurlu şampiyon
Ancak MOND mükemmel olmaktan uzaktır. Yıldız hareketlerini açıklamak için yerçekiminde yapılan değişiklikler, kümeler içindeki galaksilerin hareketlerini ve arka plan ışığının merceklenmesini açıklamakta güçlük çekiyor. Ve MOND tamamen göreli bir teori değildir (tüm modern fizik teorileri aşağıdakilerle uyumlu olmalıdır). Özel görelilik). MOND için TeVeS adı verilen eşdeğer bir güncelleme, genel görelilik ile kafa kafaya rekabet edebilir ve çok yetersiz kalır. Değiştirilmiş yerçekimine dayalı modeller, evrendeki yapının büyümesini, evrenin özelliklerini açıklamakta önemli güçlükler yaşıyor. kozmik mikrodalga arka plan ve daha fazlası — karanlık maddenin oldukça iyi çalıştığı tüm yerler.
Karanlık madde söz konusu olduğunda her bir gözlemi açıklayabilecek MOND benzeri bir teori yoktur; hepsi en az bir testte başarısız olur. MOND, galaksi dönüş eğrileri söz konusu olduğunda hala doğru olsa da, bize bunu yapacağımızı söyleyen yeterli gözlem var. hâlâ Evrende var olmak için karanlık maddeye ihtiyaç var.
Hayır, karanlık madde hipotezi mükemmel değil. Ama sonra tekrar, hiçbir bilimsel hipotez yoktur. Bilim adamları, rekabet halindeki hipotezleri değerlendirirken, cesaretleriyle hareket edemezler veya kulağa daha havalı gelen veya daha basit görünen birini seçemezler. Kanıtları nereye götürürse götürsün takip etmeliyiz. Neredeyse 50 yıldır hiç kimse, evren hakkında sahip olduğumuz veri zenginliğini açıklayabilecek MOND benzeri bir teori ortaya koyamadı. Bu MOND yapmaz yanlışama onu karanlık maddeye çok daha zayıf bir alternatif yapıyor.
adresinde bulunan “Bir Uzay Adamına Sor” podcast’ini dinleyerek daha fazla bilgi edinin. iTunes (yeni sekmede açılır) ve askaspaceman.com (yeni sekmede açılır). Twitter’da #AskASpaceman’i kullanarak veya Paul’ü takip ederek kendi sorunuzu sorun @PaulMattSutter (yeni sekmede açılır) ve facebook.com/PaulMattSutter (yeni sekmede açılır).
Bizi Twitter’da takip edin @Spacedotcom veya üzerinde Facebook.
