Du vil sannsynligvis ta på deg dine skeptiske briller og sette dem på maksimalt for denne. En italiensk matematiker har kommet med noen komplekse formler som med bemerkelsesverdig likhet kan etterligne rotasjonskurvene til spiralgalakser uten behov for mørk materie.
For øyeblikket representerer disse galaktiske rotasjonskurvene viktige bevis for eksistensen av mørk materie - siden de ytre stjernene i spinnende galakser ofte beveger seg rundt en galaktisk skive så raskt at de skal fly av sted inn i intergalaktisk rom - med mindre det er en ekstra 'usynlig' masse til stede i galaksen for å gravitasjonelt holde dem i banene sine.
Problemet kan bli satt pris på ved å vurdere den kepleriske bevegelsen til planetene i vårt solsystem. Kvikksølv går i bane rundt solen med en banehastighet på 48 kilometer i sekundet - mens Neptune går i bane rundt solen med en banehastighet på 5 kilometer i sekundet. I solsystemet er en planets nærhet til solens betydelige masse en funksjon av dens banehastighet. Så, hypotetisk, hvis solens masse ble redusert på en eller annen måte, ville Neptuns eksisterende orbitalhastighet flytte den utover fra sin nåværende bane - potensielt kaste den ut i det interstellare rom hvis endringen var betydelig nok.
Melkveisgalaksenes fysikk er forskjellig fra solsystemet, siden massen er fordelt jevnere over den galaktiske disken, i stedet for at 99% av massen konsentreres sentralt - slik den er i solsystemet.
Likevel, som denne tidligere Space Magazine-artikkelen forklarer, må vi erkjenne at de synlige objektene i Melkeveien bare har 10-20% hvis vi antar et lignende forhold mellom Melkeveiens kumulative masse og hastigheten til ytre bane av massen som kreves for å inneholde orbitalhastigheten til stjerner i den ytre disken. Så vi konkluderer med at resten av den galaktiske massen må være mørk (usynlig) materie.
Dette er det samtidige konsensusbildet om hvordan galakser fungerer - og en nøkkelkomponent i den nåværende standardmodellen for universets kosmologi. Men Carati har kommet med en tilsynelatende usannsynlig ide om at rotasjonskurvene til spiralgalakser kan forklares med gravitasjonspåvirkning fra fjern materie, uten å måtte appellere til mørk materie i det hele tatt.
Konseptuelt er ideen lite fornuftig. Å plassere gravitasjonsmessig betydelig masse utenfor stjernenes bane kan trekke dem ut i større baner, men det er vanskelig å se hvorfor dette vil øke deres banehastighet. Å trekke en gjenstand inn i en større bane bør føre til at det tar lengre tid å bane rundt galaksen siden den vil ha mer omkrets å dekke. Det vi generelt ser i spiralgalakser er at de ytre stjernene kretser rundt galaksen i løpet av omtrent samme tidsperiode som mer indre stjerner.
Men selv om den foreslåtte mekanismen virker litt usannsynlig, er det som er oppsiktsvekkende med Caratis påstand at matematikken tilsynelatende leverer galaktiske rotasjonskurver som passer perfekt til de observerte verdiene til minst fire kjente galakser. Faktisk leverer matematikken en usedvanlig nær passform.
Med skeptiske briller på plass, kan følgende konklusjoner trekkes fra dette funnet:
• Det er så mange galakser der ute at det ikke er vanskelig å finne fire galakser som passer til matematikken;
• Regnestykket er montert på nytt for å matche allerede observerte data;
• Regnestykket fungerer bare ikke; eller
• Selv om forfatterens tolkning av dataene kan diskuteres, fungerer matematikken virkelig.
Regnestykket trekker på prinsipper som er etablert i Einstein-feltligningene, som er problematiske ettersom feltligningene er basert på det kosmologiske prinsippet, som antar at effekten av fjern materie er ubetydelig - eller i det minste at den viser seg i stor skala.
Forvirrende bemerker Caratis papir to ytterligere eksempler der matematikken også kan passe til galakser med synkende rotasjonshastigheter i sine ytre stjerner. Dette oppnås ved å bytte tegnet til en av formelkomponentene (som kan være + eller -). På den ene siden er effekten av fjern materie å indusere et positivt trykk som inneholder hurtig rotasjon av stjerner, forhindrer dem fra å fly av - og på den andre siden kan det indusere et negativt trykk for å oppmuntre til et atypisk forfall i en galaksens rotasjonskurve.
Som ordtaket sier, hvis noe virker for godt til å være sant - er det sannsynligvis ikke sant. Alle kommentarer er velkomne.
Videre lesning:
Carati Gravitasjonseffekter av den fjerne saken på spiralkalaksenes rotasjonskurver.
