Barbara, Borbála
-6 °C
3 °C

Tévedés a sötét anyag?

2005.11.02. 11:15
A csillagászok és kozmológusok évtizedek óta úgy tartják, hogy a világegyetem többől is áll, mint amit belőle látni lehet. A múlt század 30-as éveiben megjósolták az úgynevezett sötét anyagot, melynek létezésére mindmáig nincsen közvetlen bizonyíték.

A fizikusok állítása szerint hatalmas mennyiségű sötét anyagra van szükség annak megmagyarázásához, hogyan mozoghatnak a megfigyelt sebességgel a gyorsan forgó galaxisok legszélén található csillagok.

Ha a galaxisok csupán a látható csillagokból állnának, a gravitáció a hagyományos modellek szerint nem volna elegendő a legkívül található csillagok megtartására. Az egyes csillagok egyenes vonalban, parittyakőként repülnének el.

Ebből adódott az a feltételezés, hogy a galaxisoknak valami titokzatos, éteri anyagot kell tartalmazniuk, amely elég nagy tömeggel bír valamennyi csillag megtartásához.

Nem észlelhető

Az ilyen különleges matéria a világegyetem minden szegletébe behatolna. Az elfogadott kozmológiai modellek szerint az univerzum tömegének 20-30 százalékát adhatná a sötét anyag. Az elképzelések szerint ez az anyag nem ad le és nem nyel el fényt, és rendkívül nehéz az észlelése. Bármit is tettek a kutatók, eddig nyomát sem lelik, írta az Economist.

Nemrégiben került fel a fizikai tanulmányok online gyűjteményébe (arXiv) Fred Cooperstock és Steven Tieu, a kanadai Victoria egyetem kutatóinak munkája. Ebben a szerzők azt állítják, hogy a sötét anyag létezésére vonatkozó egyik kulcsfontosságú bizonyíték puszta fikció.

A gyorsan mozgó csillagok pályán maradásának leírásához a newtoni gravitációs elmélet alkalmazása helyett Cooperstock és Tieu inkább Einstein általános relativitáselméletét alkalmazta.

Begörbül a tér

Einstein elmélete szerint a tömeg és a gravitáció torzítja a teret, és a csillagok és más égitestek ebben a görbült térben haladnak. A newtoni törvényeket olyan helyzetben váltaná le a görbült tér elmélet, amikor a gravitáció nagyon erős, például fekete lyukak közelében, illetve a sebesség vagy az energia igen magas. Viszont a galaxisok külső karjain egyik ilyen feltétel sem érvényesül.

A megoldás ebben a helyzetben az Einstein elméletéből következő non-linearitás, állítja Fred Cooperstock. Ha egy test sokkal nagyobb a szomszédainál, mint a Nap a bolygóknál, az előbbi hatása dominál az utóbbiak felett.

Amikor viszont minden objektum igen masszív, a non-linearitás lép előtérbe, például egy galaxis csillagjai között. Minden csillag komolyan befolyásolja a többi csillagot, ahogy azok is hatással vannak rá.

Stimmelt a sebesség

A két kanadai kutató meglepődve tapasztalta a számításaikat az általános relativitáselmélettel összevetve, hogy képesek voltak reprodukálni a galaxisok külső csillagjainál megfigyelt keringési sebességet, mégpedig a sötét anyaghoz fordulás nélkül. Az anyag eloszlása a galaxison belül egybeesett a látható anyagéval, és nem volt szükség különleges részecskékre.

Az új levezetés viszont nem győzte meg a fizikusok és csillagászok nagy részét. A sötét anyag létezésének további bizonyítéka szerintük, hogy a galaxisok mellett elhaladva úgy hajlik el a fény, mintha a láthatónál több anyag volna benne.

Kritikák

A varsói egyetemen dolgozó Mikolaj Korzynski azt állítja, hogy a Cooperstock levezetése fatális tévedést tartalmaz, így hiába működik a matematikai modell, az fizikai lehetetlenség. Cooperstock most erre a felvetésre szánt részletes válaszát készíti.

Miután a tudományos közösség alaposan tanulmányozhatta a modelljüket, a kanadai kutatók a munkájukat az Astrophysical Journal szaklaphoz is eljuttatnák. Cooperstock szerint legfeljebb helytelennek bizonyulnak az elképzelései, de új ismereteket bizonyosan hoznak a newtoni és einsteini gravitációs elméletek kölcsönhatásáról.