14 juni 2024

Galactische rotatiekrommen kunnen beter verklaard worden met alternatieve MOND-theorie

De galactische rotatiekromme of -curve is een weergave van de waargenomen draaisnelheden van materie in de schijfdelen van spiraalstelsels als functie van de afstand tot het galactische centrum van die stelsels. De waargenomen ‘vlakke’ rotatiekrommen wijken af van de voorspellingen die de gravitatiewet van Newton doet over die beweging van materie, zoals te zien aan deze afbeelding: – de stippellijn is de voorspelling, de rondjes met vertikale onzekerheidsbalkjes zijn de waarnemingen.

De vlakke rotatiecurve van het sterrenstelsel M33. Credit: Stefania.deluca

Al decennia is donkere materie de verklaring voor de discrepantie in de waargenomen rotatiekrommen, het bestaan van een exotische vorm van materie, die wel reageert op de zwaartekracht, maar niet op de andere natuurkrachten. Maar donkere materie is níet de enige mogelijke verklaring voor de discrepantie! Er is ook nog de Modified Newtonian Dynamics (MoND), de in 1982 ontwikkelde theorie door de Israëlische natuurkundige Mordegai Milgrom, die stelt dat Newton’s gravitatiewet moet worden aangevuld met een extra term, dat de zwaartekracht volgens de bekende omgekeerde kwadratenwet [1]De zwaartekracht tussen twee puntmassa’s is evenredig met het product van hun massa’s en omgekeerd evenredig met het kwadraat van hun afstand. Deze kracht is altijd aantrekkend en werkt … Lees verder nog een extra restje zwaartekracht kent, een zéér klein beetje zwaartekracht van 10 biljoenste g.

Credit: Kyu-Hyun Chae

Wat blijkt nu uit recent onderzoek door Kyu-Hyun Chae (Sejong University): hij heeft gekeken naar hoge-resolutie rotatiekrommen van 152 sterrenstelsels en die voldoen beter aan MOND dan aan ΛCDM, het standaardmodel van het heelal dat het bestaan van donkere energie en materie veronderstelt. Chae heeft de gegevens voor zijn onderzoek gehaald uit de Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC) database, waarin goed de verschillen te zien zijn tussen de snelheidsverdelingen in de binnenste delen van sterrenstelsels en de buitenste delen (zie de grafiek hierboven). Het MOND-model kent vele varianten, waarvan er al velen afgelopen jaren in de prullenbak zijn beland door waarnemingen, en eentje daarvan die overeind bleef is A Quadradic Lagrangian (AQUAL), welke Chae voor zijn onderzoek heeft gebruikt. En nu blijkt uit zijn onderzoek dat AQUAL de waargenomen galactische rotatiekrommen volgens SPARC beter kan verklaren dan ΛCDM dat doet. In de krommen blijkt een kleine knik voor te komen, die wel door AQUAL wordt voorspeld, maar niet door ΛCDM.

Op zich is dit allemaal niet erg verrassend, want eerder was al bekend dat MOND (-varianten) op de schaal van sterrenstelsels het beter doet dan ΛCDM. Maar zodra er grotere schalen aan de orde komen, die van clusters en superclusters, doet ΛCDM het beter dan MOND.

Bron: Universe Today.

Voetnoten

Voetnoten
1 De zwaartekracht tussen twee puntmassa’s is evenredig met het product van hun massa’s en omgekeerd evenredig met het kwadraat van hun afstand. Deze kracht is altijd aantrekkend en werkt langs de verbindingslijn.
Share

Comments

  1. Feitelijk kan je zeggen dat Milgrom met zijn modificaties exact de eigenschappen van donkere materie definieert die de oorzaak zijn voor de afwijkingen van Newtons gravitatiewet 😀

Speak Your Mind

*