Ερευνητής από το Πανεπιστήμιο Sejong χρησιμοποίησε μια νέα θεωρία βαρύτητας, την οποία πρότεινε ο Erik Verlinde, για να προβλέψει την παρατηρούμενη κεντρική επιφανειακή πυκνότητα της σκοτεινής ύλης. Η σχετική μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό «Physics of the Dark Universe» στις 20 Σεπτεμβρίου.
Σκοτεινή ύλη: Οι ταχύτητες περιστροφής και η αναζήτηση νέων θεωριών
Από τη δεκαετία του 1970, οι ταχύτητες περιστροφής των γαλαξιών θεωρούνται βασική παρατηρησιακή ένδειξη για την ύπαρξη της σκοτεινής ύλης. Τα άστρα στις εξωτερικές περιοχές των γαλαξιών κινούνται πολύ ταχύτερα από όσο αναμενόταν με βάση τη νευτώνεια βαρύτητα και την ορατή ύλη. Η επικρατούσα αστρονομία εξηγεί το φαινόμενο υποθέτοντας την ύπαρξη αόρατης σκοτεινής ύλης.
Ωστόσο, ορισμένοι ερευνητές προσπαθούν να εξηγήσουν τη γαλαξιακή δυναμική τροποποιώντας την ίδια τη θεωρία της βαρύτητας. Το 2016, ο Verlinde πρότεινε τη «αναδυόμενη βαρύτητα», μια θεωρία που στοχεύει στην ερμηνεία των βαρυτικών φαινομένων σε γαλαξιακή κλίμακα χωρίς την παραδοχή της σκοτεινής ύλης.
Η σταθερά της επιφανειακής πυκνότητας
Οι αστρονομικές παρατηρήσεις έχουν αποκαλύψει μια ενδιαφέρουσα κανονικότητα: σε γαλαξίες των οποίων η φωτεινότητα διαφέρει έως και κατά παράγοντα 400.000, η κεντρική επιφανειακή πυκνότητα της σκοτεινής ύλης παραμένει σχεδόν σταθερή, στο εύρος 90-220 M⊙/pc².
Στη νέα μελέτη, ο Youngsub Yoon εφάρμοσε τη θεωρία του Verlinde για να υπολογίσει την κεντρική επιφανειακή πυκνότητα που θα προέκυπτε αν υποθετόταν η ύπαρξη σκοτεινής ύλης, καταλήγοντας στην τιμή των 170 M⊙/pc².
Η νέα σχέση και τα αποτελέσματα
Η εργασία βασίζεται σε μια νέα σχέση που πρότεινε ο Yoon το 2024 για την αντιμετώπιση ενός τεχνικού ζητήματος στη θεωρία του Verlinde, καθώς η τελευταία δεν επιτρέπει την απλή αθροιστική αρχή της υπερθεσης. Ο Yoon χρησιμοποίησε αυτή τη σχέση για να υπολογίσει την επιφανειακή πυκνότητα.
Ο ίδιος δήλωσε ότι είναι σημαντικό το γεγονός πως η σχέση αυτή οδήγησε σε αποτέλεσμα συμβατό με τις παρατηρήσεις, δείχνοντας ότι μια θεωρία βαρύτητας χωρίς σκοτεινή ύλη μπορεί να εξηγήσει άλλη μια γαλαξιακή κανονικότητα.