science >> Wetenschap >  >> Fysica

Door rekening te houden met gravitomagnetisme zou donkere materie kunnen verdwijnen

Donkere materiekaart van KiDS-onderzoeksgebied (regio G12). Krediet:KiDS-enquête

Waarnemingen van galactische rotatiecurven geven een van de sterkste bewijslijnen die wijzen op het bestaan ​​van donkere materie, een niet-baryonische vorm van materie die naar schatting 85% van de materie in het waarneembare heelal uitmaakt. Huidige beoordelingen van galactische rotatiecurven zijn gebaseerd op een raamwerk van Newtoniaanse rekeningen van zwaartekracht, een nieuw artikel gepubliceerd in EPJ C , door Gerson Otto Ludwig, Nationaal Instituut voor Ruimteonderzoek, Brazilië, suggereert dat als dit wordt vervangen door een op de algemene relativiteitstheorie gebaseerd model, de noodzaak om een ​​beroep te doen op donkere materie wordt verlicht, vervangen door de effecten van gravitomagnetisme.

De belangrijkste rol van donkere materie, Ludwig wijst er in de krant op, is van oudsher geweest om de ongelijkheid tussen astrofysische waarnemingen en de huidige zwaartekrachttheorieën op te lossen. Simpel gezegd, als baryonische materie - de vorm van materie die we elke dag om ons heen zien, die bestaat uit protonen, neutronen en elektronen - is de enige vorm van materie, dan zou er niet genoeg zwaartekracht moeten zijn om te voorkomen dat sterrenstelsels uit elkaar vliegen.

Door algemene relativistische correcties voor de zwaartekracht van Newton die voortkomen uit massastromen buiten beschouwing te laten, en door deze massastromen te verwaarlozen, Ludwig beweert dat deze modellen ook belangrijke wijzigingen missen in rotatiekrommen - de baansnelheden van zichtbare sterren en gas uitgezet tegen hun radiale afstand tot het centrum van hun melkwegstelsel. Dit komt door een effect in de algemene relativiteitstheorie dat niet aanwezig is in Newtons zwaartekrachttheorie:frame-slepen of het Lense Thirring-effect. Dit effect treedt op wanneer een massief roterend object zoals een ster of een zwart gat het weefsel van de ruimtetijd met zich mee 'sleept', die op hun beurt aanleiding geven tot een gravitomagnetisch veld.

In deze krant, Ludwig presenteert een nieuw model voor de rotatiekrommen van sterrenstelsels dat in overeenstemming is met eerdere pogingen met betrekking tot de algemene relativiteitstheorie. De onderzoeker toont aan dat hoewel de effecten van gravitaire velden zwak zijn, door ze in modellen te verwerken, wordt het verschil tussen theorieën over zwaartekracht en waargenomen rotatiekrommen verminderd, waardoor de behoefte aan donkere materie wordt geëlimineerd. De theorie heeft nog wat ontwikkeling nodig voordat deze algemeen aanvaard wordt, waarbij de auteur er in het bijzonder op wijst dat de tijdsevolutie van sterrenstelsels die met dit raamwerk zijn gemodelleerd, een complex probleem is dat veel diepere analyse vereist.

Ludwig besluit door te suggereren dat alle berekeningen die zijn uitgevoerd met dunne galactische schijfmodellen die tot nu toe zijn uitgevoerd, mogelijk opnieuw moeten worden berekend, en het concept van donkere materie zelf, ondervraagd.