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    La prédiction unique de la gravité modifiée remet en question la théorie de la matière noire

    Le meilleur exemple est représenté par la galaxie Tournesol (NGC 5055) avec le champ externe le plus fort parmi les galaxies SPARC, dont la courbe de rotation bien mesurée montre un comportement légèrement décroissant à grande distance radiale et ne peut être modélisée avec précision qu'avec un effet de champ externe. Crédit :Creative Commons

    Un groupe international de scientifiques, y compris la Chaire d'astronomie de l'Université Case Western Reserve, Stacy McGaugh, a publié des recherches affirmant qu'une idée rivale de l'hypothèse populaire de la matière noire prédit avec plus de précision un phénomène galactique qui semble défier les règles classiques de la gravité.

    C'est important, disent les astrophysiciens, car il établit en outre l'hypothèse - appelée dynamique newtonienne modifiée (MOND), ou "gravité modifiée" - comme explication viable d'un dilemme cosmologique :les galaxies semblent aller à l'encontre des règles de gravité acceptées de longue date et attribuées à Sir Isaac Newton à la fin des années 1600.

    Le mystère :pendant des décennies, nous avons mesuré plus d'attraction gravitationnelle dans l'espace que nous ne le pensons – qu'il n'y a pas assez de matière visible ou connue pour expliquer tout cela.

    Donc, les partisans de la matière noire théorisent que la majeure partie de l'univers connu est en fait constituée de matériaux qui n'interagissent pas avec la lumière, le rendant invisible et indétectable, mais que ce matériau représente une grande partie de l'attraction gravitationnelle parmi les galaxies. C'est la théorie qui prévaut depuis près de 50 ans.

    théorie MOND, une contre-explication introduite par le physicien Mordehai Milgrom de l'Institut Weizmann (Israël) au début des années 1980, dit que cette attraction gravitationnelle existe parce que les règles de la gravité sont légèrement modifiées.

    Au lieu d'attribuer l'excès d'attraction gravitationnelle à un invisible, matière noire indétectable, MOND suggère que la gravité à de faibles accélérations est plus forte que ce qui serait prédit par une compréhension newtonienne pure.

    En outre, MOND a fait une prédiction audacieuse :les mouvements internes d'un objet dans le cosmos ne devraient pas seulement dépendre de la masse de l'objet lui-même, mais aussi l'attraction gravitationnelle de toutes les autres masses de l'univers, appelée « effet de champ externe » (EFE).

    Milgrom a déclaré que les résultats, si solidement confirmé, serait "le pistolet fumant prouvant que les galaxies sont régies par une dynamique modifiée plutôt que d'obéir aux lois de Newton et de la relativité générale".

    150 galaxies testées pour EFE

    McGaugh et ses collaborateurs, dirigé par Kyu-Hyun Chae, de l'Université Sejong en Corée du Sud, disent avoir détecté cet EFE dans plus de 150 galaxies étudiées.

    Leurs conclusions ont été publiées récemment dans Le Journal d'Astrophysique .

    "L'effet de champ externe est une signature unique de MOND qui ne se produit pas dans la gravité de Newton-Einstein, " a déclaré McGaugh. " Cela n'a aucune analogie dans la théorie conventionnelle avec la matière noire. La détection de cet effet est un vrai casse-tête."

    L'équipe de six astrophysiciens et astronomes comprend l'auteur principal Chae et d'autres contributeurs du Royaume-Uni, l'Italie et les États-Unis.

    "J'ai travaillé sous l'hypothèse que la matière noire existe, donc ce résultat m'a vraiment surpris, " a déclaré Chae. " Initialement, J'étais réticent à interpréter nos propres résultats en faveur de MOND. Mais maintenant, je ne peux pas nier le fait que les résultats tels qu'ils se présentent soutiennent clairement MOND plutôt que l'hypothèse de la matière noire."

    Analyse des galaxies en rotation

    Le groupe a analysé 153 courbes de rotation de galaxies à disques dans le cadre de leur étude. Les galaxies ont été sélectionnées à partir de la base de données Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC), créé par un autre collaborateur, Federico Lelli, durant ses études postdoctorales à Case Western Reserve, McGaugh et co-auteur James Schombert, de l'Université de l'Oregon.

    En plus de Chae, McGaugh, Lelli et Schombert, les auteurs de la recherche étaient Pengfei Li de Case Western Reserve et Harry Desmond de l'Université d'Oxford.

    Les scientifiques ont déclaré avoir déduit l'EFE en observant que les galaxies dans des champs externes puissants ralentissaient (ou présentaient des courbes de rotation en déclin) plus fréquemment que les galaxies dans des champs externes plus faibles, comme le prédit MOND seul.

    Lelli a dit qu'il était sceptique au début par les résultats "parce que l'effet de champ externe sur les courbes de rotation devrait être très faible. Nous avons passé des mois à vérifier diverses systématiques. En fin de compte, il est devenu clair que nous avions un vrai, détection solide."

    McGaugh a déclaré que le scepticisme fait partie du processus scientifique et comprend la réticence de nombreux scientifiques à considérer MOND comme une possibilité.

    "Je viens du même endroit que ceux de la communauté de la matière noire, " at-il dit. "Ça fait mal de penser que nous pourrions être si mal. Mais Milgrom l'avait prédit il y a plus de 30 ans avec MOND. Aucune autre théorie n'a anticipé le comportement observé."


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