Karanlık maddeyi anlamadığımızı ilk itiraf edeceğim. Örneğin, bir galaksiye bakıp yıldızlar, gaz ve toz gibi sıcak parlayan bitleri saydığımızda belirli bir kütle elde ederiz. Kütleyi ölçmek için başka bir teknik kullandığımızda çok daha yüksek bir sayı elde ederiz. Dolayısıyla doğal sonuç, evrendeki tüm maddelerin sıcak ve parlak olmadığıdır. Belki bazıları, karanlıksa.
Ama durun. İlk önce matematiğimizi kontrol etmeliyiz. Sadece bazı fiziği yanlış anlamadığımızdan emin miyiz?
Karanlık Madde Detayları
Karanlık madde bulmacasının önemli bir parçası (kesinlikle tek olmasa da ve bu makalede daha sonra önemli olacak) galaksi dönüş eğrileri şeklinde geliyor. Yıldızların gökadalarının merkezi etrafında dönme hareketi izledikçe, tüm haklarıyla merkezden daha uzak olanların merkeze daha yakın olanlardan daha yavaş hareket etmesi gerekir. Bunun nedeni, galaktik kitlenin çoğunun çekirdeğe kalabalık olması ve en dıştaki yıldızların her şeyden çok uzak olması ve basit Newton yerçekimi ile yavaş tembel yörüngeleri izlemeleri gerekir.
Ama istemiyorlar.
Bunun yerine, en dıştaki yıldızlar şehir içi kuzenleri kadar çabuk yörüngede.
Bu bir yerçekimi oyunu olduğu için sadece iki seçenek var. Ya yer çekimini yanlış yapıyoruz ya da her galaksiyi ıslatan ekstra görünmez şeyler var. Ve anlayabildiğimiz kadarıyla, yerçekimini çok, çok doğru (başka bir makale) alıyoruz, bu yüzden patlama: karanlık madde. Bir şey bu serbest dönen yıldızları gökadalarına hapsediyor, aksi takdirde milyonlarca yıl önce kontrolden çıkmış bir atlıkarınca gibi fırlamış olacaklardı; ergo, doğrudan göremediğimiz bir sürü şey var ama dolaylı olarak tespit edebiliyoruz.
Ağır Başlarken
Peki ya bu sadece bir yerçekimi oyunu değilse? Sonuçta, doğanın dört temel gücü vardır: güçlü nükleer, zayıf nükleer, yerçekimi ve elektromanyetizma. Bunlardan herhangi biri bu harikagalaktik oyunda oynamaya başladı mı?
Güçlü nükleer sadece teensy minik atom altı ölçeklerde çalışır, bu yüzden doğru. Ve hiç kimse nadir nükleer çürükler ve etkileşimler dışında zayıf nükleer enerjiyi umursamıyor, bu yüzden bunu bir tarafa da koyabiliriz. Ve elektromanyetizma… açıkçası, radyasyon ve manyetik alanlar galaktik yaşamda rol oynar, ancak radyasyon her zaman dışa doğru iter (bu yüzden açıkça hızlı hareket eden yıldızların dizgin tutulmasına yardımcı olmaz) ve galaktik manyetik alanlar inanılmaz derecede zayıftır (daha güçlü değildir) dünyanın kendi manyetik alanının milyonda biri). Yani… gitme, değil mi?
Tıpkı fizikteki her şey gibi, sinsi bir yol var. Anlayabildiğimiz kadarıyla, foton - elektromanyetik kuvvetin kendisinin taşıyıcısı - tamamen kütlesiz. Ancak gözlemler gözlemlerdir ve bilimde hiçbir şey kesin olarak bilinmemektedir ve mevcut tahminler fotonun kütlesini 2 x 10'dan fazla olmamak üzere yerleştirmektedir.-24 elektronun kütlesi. Tüm amaç ve amaçlar için, bu tatanybody'nin önem verdiği her şey için sıfırdır. Ama eğer foton yaparkütle var, bu sınırın altında bile, üniversiteye oldukça komik şeyler yapabilir.
Fotondaki kütlenin varlığı ile Maxwell’in denklemleri, elektriği, manyetizmayı ve radyasyonu anlama şeklimiz değiştirilmiş bir form alır. Matematikte ekstra terimler ortaya çıkar ve yeni etkileşimler şekillenir.
Bunu hissedebiliyor musun?
Yeni etkileşimler uygun şekilde karmaşıktır ve belirli senaryoya bağlıdır. Gökadalar söz konusu olduğunda, zayıf manyetik alanları özel bir şey hissetmeye başlar. Manyetik alanların birbirine karışmış ve bükülmüş doğal görüntüsü nedeniyle, büyük fotonların varlığı, Maxwell'in denklemlerini değiştirir. sadece bazı durumlarda sadece yerçekiminden daha güçlü olabilen yeni bir çekici güç ekleme hakkı.
Başka bir deyişle, yeni elektromanyetik kuvvet, hızlı hareket eden yıldızları içeride tutabilir ve karanlık maddeye olan ihtiyacı tamamen ortadan kaldırabilir.
Ama kolay değil. Manyetik alanlar, yıldızların değil galaksinin yıldızlararası gazının her yerine yayılır. Yani bu kuvvet doğrudan yıldızlara dayanamaz. Bunun yerine, kuvvet çekişini gazlara bildirmek zorunda ve gaz bir şekilde yıldızlara yeni bir şerif kasabası olduğunu bildirmek zorunda.
Büyük, kısa ömürlü yıldızlar durumunda, bu oldukça basittir. Gazın kendisi en yüksek hızda galaktik çekirdek etrafında çırpıyor, bir yıldız oluşturuyor, yıldız yaşıyor, yıldız ölüyor ve kalıntılar, bu yıldızların gazın hareketini taklit ederek yeterince hızlı bir şekilde gaza dönüyor. bize ihtiyacımız olan dönme eğrileri.
Küçük Yıldızlarda Büyük Bela
Ama küçük, uzun ömürlü yıldızlar başka bir canavar. Kendilerini oluşturan gazdan ayrılırlar ve sona ermeden önce birçok kez galaktik merkezin etrafında dönen kendi yaşamlarını yaşarlar. Ve garip yeni elektromanyetik gücü hissetmediklerinden, galaksilerinden tamamen uzaklaşmalılar, çünkü hiçbir şey onları kontrol altında tutmuyor.
Gerçekten, eğer bu senaryo doğruysa ve büyük fotonlar karanlık maddenin yerini alabilirse, kendi güneşimiz bugün olduğu yerde olmamalıdır.
Dahası, fotonların gerçekten kütlesiz olduğuna inanmak için çok iyi bir nedenimiz var. Elbette, Maxwell’in denklemleri çok fazla umursamayabilir, ama özel görelilik ve kuantum alan teorisi elbette bunu yapar. Foton kütlesiyle uğraşmaya başlıyorsunuz ve yapacak çok fazla açıklamanız var, bayım.
Ayrıca, herkesin galaksi dönüş eğrilerini sevmesi, onların karanlık maddeye giden tek yolumuz olduğu anlamına gelmez. Galaxy, gözlemleri, yerçekimi merceklerini, evrendeki yapının büyümesini ve hatta kozmik mikrodalga arka planını, evrenimize bir tür görünmez bileşen yönünde gösterir.
Fotonun kütlesi olsa ve bir şekilde hareketlerini açıklayabilmiş olsa bile herşey Bir galaksideki yıldızlar, sadece büyük olanlar değil, diğer gözlemleri de açıklayamazdı (örneğin, yeni bir elektromanyetik kuvvet, bir galaksi kümesi etrafındaki ışığın kütleçekimsel bükülmesini nasıl açıklayabilir? Bu retorik bir soru değil? - olamaz). Başka bir deyişle, büyük fotonlarla dolu bir kozmosta bile, karanlık maddeye de ihtiyacımız var.
Dergi makalesini okuyabilirsiniz buraya.
