Vật chất tối tồn tại: Các quan sát bác bỏ các giải thích thay thế

Hấp dẫn như nó là bí ẩn, vật chất tối là một trong những điều bí ẩn lớn nhất của vật lý thiên văn và vũ trụ học. Nó được cho là chiếm 90 phần trăm của vật chất trong vũ trụ, nhưng sự tồn tại của nó chỉ được chứng minh một cách gián tiếp, và gần đây đã được đặt câu hỏi. Nghiên cứu mới được thực hiện bởi SISSA đã loại bỏ những nghi ngờ gần đây về sự hiện diện của vật chất tối trong các thiên hà, bác bỏ các mối quan hệ thực nghiệm để hỗ trợ các lý thuyết thay thế. Nghiên cứu, được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn, cũng cung cấp những hiểu biết mới về việc hiểu bản chất của vật chất tối và mối quan hệ của nó với vật chất thông thường.

Từ việc mở rộng của vũ trụ đến sự chuyển động của các ngôi sao trong các thiên hà, có rất nhiều hiện tượng mà không thể được giải thích bởi sự hiện diện một mình của baryonic.

Lực hấp dẫn được tạo ra bởi vật chất là không đủ để giải thích các hiệu ứng hấp dẫn có thể quan sát được. Điều này đã dẫn đến lý thuyết về sự tồn tại của vật chất tối không thể phát hiện và ý tưởng rằng các thiên hà được nhúng trong quầng hình cầu của nó.

"Ba năm trước, một vài đồng nghiệp tại Đại học Case Western Reserve đã đặt câu hỏi mạnh mẽ cho sự hiểu biết của chúng ta về vũ trụ và công việc chuyên sâu của nhiều nhà nghiên cứu, khiến người ta nghi ngờ về sự tồn tại của vật chất tối trong các thiên hà", Chiara Di Paolo, tiến sĩ giải thích-sinh viên vật lý thiên văn tại SISSA.

"Phân tích các đường cong quay của 153 thiên hà, chủ yếu là dạng xoắn ốc 'cổ điển', chúng thu được mối quan hệ thực nghiệm giữa tổng gia tốc hấp dẫn của các ngôi sao (quan sát) và thành phần mà chúng ta sẽ quan sát thấy khi chỉ có vật chất thông thường trong lý thuyết Newton cổ điển. Mối quan hệ thực nghiệm này, dường như có giá trị trong tất cả các thiên hà mà chúng phân tích và ở bất kỳ bán kính thiên hà nào, đã thúc đẩy sự giải thích về gia tốc trọng trường mà không nhất thiết phải gọi vào vật chất tối, nhưng liên quan đến, ví dụ, các lý thuyết về lực hấp dẫn biến đổi như động lực học Newton đã sửa đổi (MOND). "

Di Paolo và các cộng tác viên của cô muốn xác minh mối quan hệ này, phân tích các đường cong quay của các thiên hà khác với các thiên hà 72 kiểu xoắn ốc cổ điển với độ sáng bề mặt thấp (LSB) và 34 thiên hà đĩa lùn. Họ đã tạo ra kết quả mở rộng hơn, tìm ra mối quan hệ, ngoài tổng gia tốc trọng trường và thành phần thông thường của nó, còn liên quan đến bán kính thiên hà và hình thái của các thiên hà.

"Chúng tôi đã nghiên cứu mối quan hệ giữa tổng gia tốc và thành phần thông thường của nó trong 106 thiên hà, thu được kết quả khác với những kết quả đã được quan sát trước đây", Paolo Salucci, giáo sư vật lý thiên văn tại SISSA và một trong những tác giả nghiên cứu giải thích.

"Điều này không chỉ thể hiện sự không chính xác của mối quan hệ thực nghiệm được mô tả trước đây mà còn xóa bỏ nghi ngờ về sự tồn tại của vật chất tối trong các thiên hà. Hơn nữa, mối quan hệ mới được tìm thấy có thể cung cấp thông tin quan trọng về sự hiểu biết về bản chất của thành phần không xác định này."

Physic. Org​