Динамика на въртене на галактиките
07.07.2019 - Изследване на ефекта на фотонната маса върху газообразните компоненти в галактиките.
Въртенето на звездите в галактики като нашия Млечен път е загадка. Защото всъщност орбиталната скорост трябва да намалее към ръба на галактиката. Всъщност обаче скоростта на звездите в централните и външните области на галактиките остава постоянна. Причината за това явление може да бъде невидима материя, която упражнява сила на гравитацията. Но въпреки че различни изследователски институции го търсят от десетилетия, „тъмната материя“ все още не е намерена и не е известно от какво е направена. На този фон физиците Дмитрий Рютов, Дмитрий Будкер и Виктор Фламбаум изследват дали други влияния могат да обяснят ротационната динамика на галактиките. За тази цел те изследваха хипотетичния ефект, който би имала масата на фотоните, т.е. светлинните частици.
Дори една безкрайно малка фотонна маса би могла, според мисленето, да има ефект върху големи астрофизични явления. Тази идея бе преследвана от Рютов, експерт по физика на плазмата, Будкер от Института Хелмхолц Майнц (HIM) и Виктор Фламбаум, сътрудник в Гутенбергския изследователски колеж на Университета Йоханес Гутенберг в Майнц JGU. Но как изключително ниската фотонна маса може да повлияе на галактиките? Основният механизъм за съображенията е свързан с допълнителните центростремителни сили, които се генерират от силата на електромагнитното поле в резултат на механизма на Proca.
„Ефектът, който изследваме теоретично тук, не е ефект поради допълнителна гравитация“, обяснява Будкер. Обсъденият тук ефект може да възникне успоредно с ефектите на тъмната материя. Дори би могло - с определени предположения - да направи излишна нуждата от тъмна материя за описване на кривите на въртене. Кривите на въртене показват връзката между орбиталната скорост на звездите и тяхното разстояние от центъра на галактиката. „Приемаме определена маса на фотоните и можем да покажем, че тази маса би била достатъчна, за да генерира допълнителни сили в галактика, които са достатъчно големи, за да обяснят кривите на въртене“, казва Будкер. "Това беше изключително вълнуващ резултат за нас."
Физиците отидоха още по-далеч. Разгледали сте формирането на протозвездата и сте забелязали, че вашата теория има и други последици. Според тази теория дълголетните светлинни звезди с маса от няколко слънчеви маси - включително нашето слънце - имат силно елиптични орбити. „Тази прогноза очевидно не е в съгласие с наблюденията, което означава, че не можем да обясним всичко.“ Ефектът от силите на Прока може да бъде отговорен само за някои от специалните характеристики, които могат да се видят в кривите на въртене. „Понастоящем не виждаме фотонната маса като решение на проблема с кривата на въртене. Но това може да е част от решението “, обобщава Будкер. „Искаме да запазим отворено мислене, стига все още да не знаем какво всъщност е тъмната материя.“