Dinamica de rotație a galaxiilor
02/07/2019 - Investigarea efectului masei fotonice asupra componentelor gazoase din galaxii.
Rotația stelelor din galaxii precum Calea Lactee este un mister. Pentru că de fapt viteza orbitală ar trebui să scadă spre marginea galaxiei. De fapt, însă, viteza stelelor din zonele centrale și exterioare ale galaxiilor rămâne constantă. Motivul acestui fenomen ar putea fi materia invizibilă care exercită o forță de gravitație. Dar, deși diverse instituții de cercetare o caută de zeci de ani, „materia întunecată” nu a fost încă găsită și nu se știe din ce este făcută. În acest context, fizicienii Dmitri Ryutov, Dmitry Budker și Victor Flambaum au investigat dacă alte influențe ar putea explica dinamica de rotație a galaxiilor. În acest scop, au investigat efectul ipotetic pe care l-ar avea masa fotonilor, adică a particulelor de lumină.
Chiar și o masă de fotoni infinit de mică ar putea, conform gândirii, să aibă un efect asupra fenomenelor astrofizice mari. Această idee a urmat Ryutov, un expert în fizica plasmei, Budker de la Helmholtz Institute Mainz (HIM) și Victor Flambaum, Fellow la Colegiul de Cercetare Gutenberg al Universității Johannes Gutenberg Mainz JGU. Dar cum poate influența galaxiile masa fotonică extrem de scăzută? Mecanismul de bază pentru considerații se referă la forțele centripete suplimentare care sunt generate de intensitățile câmpului electromagnetic ca urmare a mecanismului Proca.
„Efectul pe care îl investigăm teoretic aici nu este deci un efect datorat gravitației suplimentare”, explică Budker. Efectul discutat aici ar putea apărea paralel cu efectele materiei întunecate. Ar putea chiar - cu anumite ipoteze - să facă necesitatea materiei întunecate pentru descrierea curbelor de rotație complet superfluă. Curbele de rotație arată relația dintre viteza orbitală a stelelor și distanța lor de centrul galaxiei. „Presupunem o anumită masă de fotoni și putem arăta că această masă ar fi suficientă pentru a genera forțe suplimentare într-o galaxie care sunt aproximativ suficient de mari pentru a explica curbele de rotație”, spune Budker. „A fost un rezultat extrem de interesant pentru noi”.
Fizicienii au mers și mai departe. Te-ai uitat la formarea protostelelor și ai observat că teoria ta are alte implicații. Conform acestei teorii, stelele luminoase de lungă durată, cu o masă de câteva mase solare - inclusiv soarele nostru - au orbite extrem de eliptice. „Această predicție, evident, nu este de acord cu observațiile, ceea ce înseamnă că nu putem explica totul.” Efectul forțelor Proca poate fi considerat responsabil doar pentru unele dintre particularitățile care pot fi văzute în curbele de rotație. „Momentan nu vedem masa fotonică ca soluție la problema curbei de rotație. Dar ar putea face parte din soluție ”, rezumă Budker. „Vrem să păstrăm o mentalitate deschisă atâta timp cât nu știm încă ce este cu adevărat materia întunecată”.