गैलेक्टिक रोटेशन में एक नए स्पिन के साथ वैकल्पिक गुरुत्वाकर्षण के विवादास्पद सिद्धांत को पुनर्जीवित करना

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आकाशगंगा AGC 114905 में तटस्थ हाइड्रोजन गैस की रेडियो छवि। इसके झुकाव का अनुमान एक काले दीर्घवृत्त द्वारा लगाया जाता है, जो डेटा को सबसे अच्छी तरह से फिट करता है। यह मानते हुए कि आकाशगंगा सिर पर देखने पर गोलाकार है, इसका मतलब है कि इसमें 32 डिग्री का मध्यम झुकाव है। हालांकि, नए अध्ययन से पता चलता है कि बहुत कम झुकाव का एक नीला अंडाकार वास्तव में सच हो सकता है – इस प्रकार MOND सिद्धांत को बचाया जा सकता है – यदि आकाशगंगा आंतरिक रूप से कुछ हद तक गैर-परिपत्र है। लेखक प्रदर्शित करते हैं कि यह एक कस्टम MOND सिमुलेशन का उपयोग करके संभव है। श्रेय: मनसेरा-पिना एट अल से चित्र 7। 2022 (एमएनआरएएस, 512, 3230)

सेंट एंड्रयूज विश्वविद्यालय में एक भौतिक विज्ञानी के नेतृत्व में खगोलविदों के एक अंतरराष्ट्रीय समूह ने गुरुत्वाकर्षण के वैकल्पिक सिद्धांत को पुनर्जीवित किया है।

यूनिवर्सिटी ऑफ सेंट एंड्रयूज स्कूल ऑफ फिजिक्स एंड एस्ट्रोनॉमी के डॉ इंद्रनील बानिक के नेतृत्व में किए गए शोध में गैस के उच्च प्रत्याशित घूर्णी वेग का पता चला बौना आकाशगंगा मिल्ग्रोमियन डायनेमिक्स (MOND) के रूप में ज्ञात पहले से खारिज किए गए सिद्धांत के अनुरूप।

बौनी आकाशगंगा AGC 114905 में गैस के घूर्णी वेग का पिछला अध्ययन (मनसेरा पेना एट अल।, 2022) ने पाया कि गैस बहुत धीमी गति से घूमती है और इस प्रकार दावा किया कि MOND सिद्धांत मर चुका है।

हमारे ब्रह्मांड को समझने के लिए इस तरह के सिद्धांत आवश्यक हैं क्योंकि, ज्ञात भौतिकी के अनुसार, आकाशगंगाएं इतनी तेजी से घूमती हैं कि उन्हें एक दूसरे से अलग होना चाहिए। MOND सामान्य सापेक्षता का एक विवादास्पद विकल्प है, गुरुत्वाकर्षण की घटना की प्रमुख आइंस्टीनियन-प्रेरित समझ। हालाँकि, सामान्य सापेक्षता के लिए आकाशगंगाओं को एक साथ रखने के लिए डार्क मैटर की आवश्यकता होती है, जबकि MOND नहीं करता है गहरे द्रव्य.

चूंकि दशकों की अत्यधिक संवेदनशील खोजों के बावजूद डार्क मैटर की खोज नहीं की गई है, इसलिए आकाशगंगाओं को एक साथ जोड़ने के लिए विभिन्न सिद्धांतों को सामने रखा गया है। सही सिद्धांत पर बहस छिड़ गई है। Mancera Pina et al अध्ययन में रिपोर्ट की गई अत्यंत कम स्पिन गति सामान्य सापेक्षता द्वारा शासित दुनिया में बड़ी मात्रा में डार्क मैटर के साथ अपेक्षाओं के विपरीत चलती है।

डॉ. बनेक के समूह का तर्क है कि MOND के गुरुत्वाकर्षण सिद्धांत में भविष्यवाणी की गई उच्च स्पिन गति प्रेक्षणों के अनुरूप है यदि झुकाव आकाशगंगा अतिशयोक्तिपूर्ण।

दूर की आकाशगंगाओं में तारों और गैस के घूर्णन को सीधे नहीं मापा जा सकता है। सटीक स्पेक्ट्रोस्कोपिक माप से केवल दृष्टि की रेखा के साथ के घटक को जाना जाता है। यदि आकाशगंगा को लगभग सीधा देखा जाए, तो यह ज्यादातर आकाश के तल के भीतर परिक्रमा करेगी। यह पर्यवेक्षकों को यह सोचकर गुमराह कर सकता है कि आकाशगंगा बहुत धीमी गति से घूमती है, जिससे उन्हें सिलेंडर और आकाश के विमानों के बीच झुकाव को कम करने की आवश्यकता होगी। इस झुकाव का अनुमान इस बात से लगाया गया था कि अण्डाकार आकाशगंगा कैसे प्रकट होती है (चित्र देखें)।

नए अध्ययन ने एक समान डिस्क आकाशगंगा के विस्तृत MOND सिमुलेशन का उपयोग करके इस महत्वपूर्ण मुद्दे का पता लगाया एजीसी 114905 श्रीकांत नागेश द्वारा बॉन विश्वविद्यालय में और प्राग में बॉन विश्वविद्यालय और चार्ल्स विश्वविद्यालय में प्रोफेसर पावेल क्रुपा के कहने पर बनाया गया। सिमुलेशन से पता चलता है कि यह कुछ हद तक अण्डाकार दिखाई दे सकता है, भले ही इसे आमने-सामने देखा जाए। ऐसा इसलिए है क्योंकि आकाशगंगा में तारों और गैसों में गुरुत्वाकर्षण होता है और वे खुद को कुछ गैर-गोलाकार आकार में खींच सकते हैं। इसी तरह की प्रक्रिया के कारण डिस्क आकाशगंगाओं में सर्पिल भुजाएँ दिखाई देती हैं, विशेषताएं इतनी सामान्य हैं कि इन्हें अक्सर सर्पिल आकाशगंगाएँ कहा जाता है।

नतीजतन, पर्यवेक्षकों के विचार से आकाशगंगा टकराव के करीब हो सकती है। इसका मतलब यह हो सकता है कि आकाशगंगा MOND के साथ तनाव को दूर करते हुए, रिपोर्ट की गई तुलना में बहुत तेजी से घूम रही है।

नए अध्ययन के प्रमुख लेखक डॉ. बानेक ने कहा: “हमारे सिमुलेशन से पता चलता है कि एजीसी 114905 का झुकाव रिपोर्ट की तुलना में बहुत कम हो सकता है, जिसका अर्थ है कि आकाशगंगा वास्तव में लोगों की सोच की तुलना में बहुत तेजी से घूम रही है। MOND भविष्यवाणियों के साथ।”

सेंट एंड्रयूज विश्वविद्यालय में भौतिकी और खगोल विज्ञान के स्कूल से डॉ होंगशेंग झाओ ने कहा: “इस आकाशगंगा की बेहद कम स्पिन गति की रिपोर्ट MOND और डार्क मैटर के साथ मानक दृष्टिकोण दोनों के साथ असंगत है। लेकिन केवल MOND ही सक्षम है इस स्पष्ट विरोधाभास को दूर करें। ”।

नए अध्ययन में यह भी तर्क दिया गया है कि एक समान “छद्म-झुकाव” प्रभाव मानक डार्क मैटर दृष्टिकोण में प्रकट होने की संभावना नहीं है क्योंकि आकाशगंगा में एक चिकनी डार्क मैटर हेलो का प्रभुत्व है। तारे और गैसें गुरुत्वाकर्षण में न्यूनतम योगदान करती हैं, इसलिए डिस्क “स्व-गुरुत्वाकर्षण” नहीं है।

इसका मतलब यह है कि अगर किसी अन्य समूह द्वारा सिमुलेशन द्वारा पुष्टि की जाती है, तो यह संभवतः बहुत गोलाकार दिखाई देगा (सेलवुड और सैंडर्स, 2022) नतीजतन, देखा गया दीर्घवृत्त डिस्क और आकाश स्तरों के बीच एक महत्वपूर्ण झुकाव के कारण होना चाहिए। तब घूमने की गति बहुत कम होगी, जिसका अर्थ है कि आकाशगंगा में बहुत कम डार्क मैटर है। इस सेटिंग में यह संभव नहीं है कि एक अलग बौनी आकाशगंगा में तारों और गैस में इसके द्रव्यमान को देखते हुए थोड़ी मात्रा में डार्क मैटर हो।

प्राग में बॉन विश्वविद्यालय और चार्ल्स विश्वविद्यालय के प्रोफेसर पावेल कृपा ने इन निष्कर्षों के व्यापक संदर्भ के बारे में कहा: “जबकि MOND अब तक किए गए परीक्षणों में अच्छा काम करता है, मानक दृष्टिकोण बौने से लेकर सभी पैमानों पर बहुत गंभीर समस्याएं पैदा करता है। एजीसी 114905 जैसी आकाशगंगाएँ ब्रह्मांडीय पैमानों पर गिरती हैं, जैसा कि कई स्वतंत्र टीमों ने पाया है।”

संदर्भ: “मिलग्रोमियन डिस्क आकाशगंगाओं का अतिरंजित झुकाव: अल्ट्रा-वाइडिंग गैलेक्सी एजीसी 114905 का मामला” इंद्रनील बानिक, श्रीकांत टी नागेश, होसेन हाघी, पावेल क्रुपा, होंगशेंग झाओ, अप्रैल 19, 2022, रॉयल एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी की मासिक नोटिस.
डीओआई: 10.1093/mnras/stac1073

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