|
Плотность темной материи в новой теории гравитации
|
|
|
|
Исследователь из университета Седжонга использовал новую теорию гравитации, предложенную Эриком Верлинде, для предсказания наблюдаемой центральной поверхностной плотности темной материи. Исследование было опубликовано в журнале Physics of the Dark Universe 20 сентября.
|
|
|
|
С 1970-х годов скорости вращения галактик считались важным наблюдательным доказательством существования темной материи. Звезды во внешних областях галактик движутся намного быстрее, чем можно было бы ожидать, если бы ньютоновская гравитация применялась только к видимой материи. В традиционной астрономии это явление объясняется предположением, что галактики окружены невидимой темной материей, которая обеспечивает дополнительное гравитационное притяжение.
|
|
|
|
Однако исследователи также продолжают пытаться объяснить динамику галактик, модифицируя саму теорию гравитации, а не привлекая темную материю. В 1983 году Мордехай Милгром предположил, что ньютоновскую гравитацию, возможно, потребуется модифицировать в режимах с очень слабым гравитационным ускорением. В 2016 году Верлинде предложил новую теорию гравитации, известную как "эмерджентная гравитация", направленную на объяснение гравитационных явлений в галактических масштабах без предположения о существовании темной материи.
|
|
|
|
|
|
|
Между тем астрономические наблюдения выявили любопытную закономерность: даже среди галактик, светимость которых различается примерно в 400 000 раз, «центральная поверхностная плотность» тёмной материи, определяемая как произведение центральной плотности тёмной материи на характерный размер центральной области, остаётся практически неизменной и находится в диапазоне 90–220 M/пк2.
|
|
|
|
В новом исследовании Ёнсуб Юн применил теорию гравитации Верлинде для расчёта центральной поверхностной плотности, которая была бы получена, если бы тёмная материя действительно существовала. В результате он получил значение 170 M/пк2.
|
|
|
|
В исследовании используется новая формула, предложенная Юном в 2024 году для решения технической проблемы в теории гравитации Верлинде. В отличие от ньютоновской теории гравитации, теория Верлинде не позволяет просто суммировать гравитационные эффекты, создаваемые несколькими массами, в соответствии с обычным принципом суперпозиции. Юн предложил формулу для решения этой проблемы и в своём новом исследовании использовал её для расчёта центральной поверхностной плотности тёмной материи в галактиках.
|
|
|
|
«В своём исследовании 2024 года я указал на техническую проблему в теории гравитации Верлинде и предложил формулу для её решения». «Примечательно, что в данном исследовании эта зависимость привела к результату, соответствующему фактическим значениям, полученным в ходе наблюдений», — сказал Юн. «Это исследование показывает, что новая теория гравитации, не предполагающая существования тёмной материи, может объяснить ещё одну интригующую закономерность, наблюдаемую в галактиках».
|
|
|
|
Юн добавил: «Профессор Кю-Хён Чэ из Университета Седжон сообщил о результатах наблюдений широких двойных звёзд, которые не соответствуют предсказаниям ньютоновской теории гравитации в режиме очень слабой гравитации. Я надеюсь, что это исследование, а также другие работы, пересматривающие традиционные теории гравитации в режиме слабой гравитации, помогут в проверке новых теорий гравитации».
|
|
|
|
Источник
|
