Een internationale groep astronomen, waaronder natuurkundigen aan de Universiteit van St. Andrews, heeft een eerder ontkrachte zwaartekrachttheorie nieuw leven ingeblazen, met het argument dat bewegingen binnen dwergstelsels langzamer zouden zijn als ze zich in de buurt van een massief sterrenstelsel zouden bevinden.

Het onderzoeksteam onderzocht een theorie die eerder in het tijdschrift was gepubliceerd Natuur die beweerde dat gemodificeerde Newtoniaanse dynamiek (MOND) niet waar kon zijn omdat de interne bewegingen te langzaam waren in het dwergstelsel NGC1052-DF2, een klein sterrenstelsel met ongeveer 200 miljoen sterren.

MOND is een controversieel alternatief voor de algemene relativiteitstheorie, het heersende door Einstein geïnspireerde begrip van het fenomeen zwaartekracht, dat vereist dat donkere materie bestaat, maar dit is nooit bewezen. MOND heeft geen donkere materie nodig.

Dergelijke theorieën zijn essentieel om ons universum te begrijpen, omdat sterrenstelsels zo snel roteren dat ze uit elkaar zouden moeten vliegen, volgens bekende natuurkunde.

Er zijn verschillende theorieën naar voren gebracht om uit te leggen wat hen bij elkaar houdt, en discussie woedt over wat juist is. De nu ontkrachte studie beweerde dat MOND dood was. Echter, deze laatste studie – ook in Natuur – laat zien dat het eerdere werk een subtiel omgevingseffect verwaarloosde.

Het nieuwe onderzoek stelt dat in het vorige werk niet werd overwogen dat de invloed van de zwaartekrachtomgeving rond de dwerg de bewegingen erin zou kunnen beïnvloeden. Met andere woorden, als het dwergstelsel dicht bij een enorm sterrenstelsel zou zijn - wat hier het geval is - dan zouden de bewegingen binnen de dwerg langzamer zijn.

Hoofdauteur Pavel Kroupa, Professor aan de Universiteit van Bonn en Charles University in Praag, zei:"Er zijn veel voorbarige claims over de dood van MOND in zeer invloedrijke tijdschriften. Tot nu toe, geen enkele bestand tegen gedetailleerd onderzoek."

Sterrenstelsels roteren zo snel dat ze volgens de bekende fysica uit elkaar zouden moeten vliegen. Twee huidige theorieën verklaren dit:de eerste plaatst een halo van donkere materie rond elk sterrenstelsel. Echter, donkere materiedeeltjes zijn nooit ontdekt, ondanks vele decennia van zeer gevoelige zoekopdrachten, vaak met behulp van grote detectoren.

De tweede is MOND, wat een enorme schat aan gegevens over galactische rotatiesnelheden verklaart met alleen hun zichtbare sterren en gas. MOND doet dit met een wiskundig recept dat de zwaartekracht van het zichtbare materiaal versterkt, maar alleen waar dit erg zwak wordt. Anders, zwaartekracht zou de conventionele wet van Newton volgen, bijv. in het zonnestelsel - of in de buurt van een enorm sterrenstelsel.

Dr. Indranil Banik van de School voor Natuurkunde en Sterrenkunde aan de Universiteit van St. Andrews, en binnenkort van de Universiteit van Bonn, zei:"Het is opmerkelijk dat MOND nog steeds zulke succesvolle voorspellingen doet op basis van vergelijkingen die 35 jaar geleden zijn opgeschreven."

Dr. Hongsheng Zhao, van de School voor Natuur- en Sterrenkunde aan de Universiteit van St. Andrews, zei:"Onze modellering van het MOND-milieu-effect werd later bevestigd door een andere groep."

Hosein Haghi, Hoogleraar natuurkunde aan het Institute for Advanced Studies in Basic Sciences, in Iran, zei:"Dit effect is al lang bekend. Deze Natuur auteurs waren niet op de hoogte van onze artikelen over hoe ze het moesten opnemen."