U wilt waarschijnlijk uw sceptische bril opzetten en deze voor deze maximaal instellen. Een Italiaanse wiskundige heeft een aantal complexe formules bedacht die, met opmerkelijke gelijkenis, de rotatiecurven van spiraalstelsels kunnen nabootsen zonder dat er donkere materie nodig is.
Momenteel vertegenwoordigen deze galactische rotatiecurven het belangrijkste bewijs voor het bestaan van donkere materie - aangezien de buitenste sterren van draaiende sterrenstelsels vaak zo snel rond een galactische schijf bewegen dat ze de intergalactische ruimte in moeten vliegen - tenzij er een extra 'onzichtbare' massa aanwezig is in de melkweg om ze gravitationeel in hun banen te houden.
Het probleem kan worden gewaardeerd door de Kepleriaanse beweging van de planeten in ons zonnestelsel te beschouwen. Mercurius draait om de zon met een baansnelheid van 48 kilometer per seconde - terwijl Neptunus om de zon draait met een baansnelheid van 5 kilometer per seconde. In het zonnestelsel is de nabijheid van een planeet tot de substantiële massa van de zon een functie van de omloopsnelheid. Dus, hypothetisch, als de massa van de zon op de een of andere manier zou worden verminderd, zou de bestaande baansnelheid van Neptunus hem naar buiten bewegen vanuit zijn huidige baan - en hem mogelijk de interstellaire ruimte in gooien als de verandering groot genoeg was.
De fysica van het Melkwegstelsel verschilt van het zonnestelsel, omdat de massa gelijkmatiger over de galactische schijf is verdeeld, in plaats van dat 99% van de massa centraal is geconcentreerd - zoals het is in het zonnestelsel.
Desalniettemin, zoals we in het vorige Space Magazine-artikel uitleggen, moeten we erkennen dat als we een vergelijkbare relatie aannemen tussen de cumulatieve massa van de Melkweg en de omloopsnelheid van de buitenste sterren, de zichtbare objecten in de Melkweg slechts 10-20% hebben van de massa die nodig is om de baansnelheid van sterren in de buitenste schijf te bevatten. We concluderen dus dat de rest van die galactische massa donkere (onzichtbare) materie moet zijn.
Dit is de hedendaagse consensus over hoe sterrenstelsels werken - en een belangrijk onderdeel van het huidige standaardmodel van de kosmologie van het universum. Maar Carati kwam met een ogenschijnlijk ongeloofwaardig idee dat de rotatiecurven van spiraalstelsels kunnen worden verklaard door de zwaartekrachtsinvloed van verre materie, zonder dat er een beroep hoeft te worden gedaan op donkere materie.
Conceptueel heeft het idee weinig zin. Door zwaartekracht significante massa buiten de baan van sterren te plaatsen, kunnen ze in grotere banen worden getrokken, maar het is moeilijk te begrijpen waarom dit zou bijdragen aan hun orbitale snelheid. Door een object in een grotere baan te trekken, zou het langer moeten duren voordat het sterrenstelsel in een baan om de aarde draait, omdat het dan een grotere omtrek zal hebben. Wat we over het algemeen zien in spiraalstelsels is dat de buitenste sterren in ongeveer dezelfde periode om de melkweg cirkelen als de meer naar binnen gerichte sterren.
Maar hoewel het voorgestelde mechanisme een beetje onwaarschijnlijk lijkt, is het opmerkelijke aan Carati's bewering dat de wiskunde blijkbaar galactische rotatiecurven oplevert die nauw aansluiten bij de waargenomen waarden van ten minste vier bekende sterrenstelsels. Inderdaad, de wiskunde levert een buitengewoon goede fit op.
Met een sceptische bril stevig op zijn plaats, kunnen de volgende conclusies worden getrokken uit deze bevinding:
• Er zijn zoveel sterrenstelsels dat het niet moeilijk is om vier sterrenstelsels te vinden die bij de wiskunde passen;
• De wiskunde is achteraf aangepast aan reeds waargenomen gegevens;
• De wiskunde werkt gewoon niet; of
• Hoewel de interpretatie van de gegevens door de auteur mogelijk ter discussie staat, werkt de wiskunde echt.
De wiskunde is gebaseerd op principes die zijn vastgesteld in de Einstein-veldvergelijkingen, wat problematisch is omdat de veldvergelijkingen zijn gebaseerd op het kosmologische principe, dat ervan uitgaat dat het effect van verre materie verwaarloosbaar is - of in ieder geval op grote schaal wordt gecompenseerd.
Verbijsterend vermeldt Carati's paper ook nog twee andere voorbeelden waarbij de wiskunde ook sterrenstelsels kan passen met afnemende rotatiesnelheden in hun buitenste sterren. Dit wordt bereikt door het teken van een van de formulecomponenten (die + of - kan zijn) om te wisselen. Het effect van verre materie is dus enerzijds het opwekken van een positieve druk die de snelle rotatie van sterren met zich meebrengt, waardoor ze niet kunnen wegvliegen - en anderzijds kan het een negatieve druk opwekken om een atypisch verval in een Melkweg rotatiecurve.
Zoals het gezegde luidt: als iets te mooi lijkt om waar te zijn, is het waarschijnlijk niet waar. Alle opmerkingen zijn welkom.
Verder lezen:
Carati Zwaartekrachteffecten van de verre materie op de rotatiecurven van spiraalstelsels.
