kozmos.hr
Astronomija

Novo istraživanje galaksija propituje standardni model kozmologije

Galaksija Andromeda. Izvor: Forbes.
objavljeno

Uspoređujući nama poznate galaksije s predviđanjima tzv. ‘standardnog modela’ tim znanstvenika došao je do zaključka da trenutnom stanju u Svemiru puno bolje odgovara model koji nastanak i rast galaksija tumači ne uzimajući u obzir tamnu tvar.

Galaksije – mjesto sukoba modela

Standardni model kozmologije (eng. The Standard Model of Cosmology) opisuje kako je svemir nastao prema mišljenju većine fizičara. Istraživači sa Sveučilišta u Bonnu sada su proučavali evoluciju galaksija unutar ovog modela te pronašli značajna odstupanja onoga što model predviđa u odnosu na stvarna opažanja.

Većina galaksija vidljivih sa Zemlje nalikuje ravnom disku sa zadebljanim središtem. Međutim, prema Standardnom modelu kozmologije, takvi bi se diskovi trebali formirati prilično rijetko. Naime, to je zato što je u standardnom modelu svaka galaksija okružena aureolom tamne tvari. Ova aureola je nevidljiva, ali ima snažnu gravitaciju na obližnje galaksije zbog svoje mase.

Kako objašnjava član istraživanja Pavel Kroup „Zato stalno vidimo kako se galaksije spajaju jedna s drugom u modelnom svemiru.“ Ovaj ‘sudar’ ima dva učinka: prvo, galaksije se ‘sudaraju’ u tom procesu, uništavajući oblik diska. Drugo, smanjuje se kutni moment nove galaksije stvorene spajanjem.

Jednostavno rečeno to uvelike smanjuje galaksijsku brzinu rotacije. Rotacijsko gibanje osigurava da centrifugalne sile koje djeluju tijekom ovog procesa uzrokuju stvaranje novog diska. Međutim, ako je kutni moment premali, novi disk uopće neće nastati.

Veliki problem! – nesklad između predviđanja i stvarnosti

U novoj studiji tim istraživača koji je istraživao evoluciju svemira koristeći najnovije superračunalne simulacije došao je do važne spoznaje. Njihovi izračuni najprije su rađeni na temelju Standardnog modelu kozmologije te su tako odredili koje su se galaksije do danas trebale formirati da je ova teorija točna. Istraživači su zatim usporedili svoje rezultate s trenutno najtočnijim podatcima o galaksijama koje je čovječanstvo prikupilo tijekom promatranja Svemira (barem onog dijela vidljivog sa Zemlje).

„Ovdje smo naišli na značajnu nesklad između predviđanja i stvarnosti. Očito postoji znatno više galaksija s ravnim diskom nego što se može objasniti standardnom teorijom,“ objasnio je član tima Moritz  Haslbauer.

Ipak, treba istaknuti kako je razlučivost simulacija ograničena čak i na današnjim superračunalima. Točnije, može se dogoditi da je broj galaksija s diskovima koje bi se formirale u Standardnom modelu kozmologije podcijenjen. No, zaključio je Haslbauer „čak i ako uzmemo u obzir ovaj učinak, ostaje ozbiljna razlika između teorije i promatranja koja se ne može ispraviti.“

Alternativna teorija bolje objašnjava stvari?

Situacija je drugačija za alternativu Standardnom modelu. I ona, kao i standardni model, nastoji objasniti zašto se čini kao da se galaksije ne pokoravaju trenutno shvaćenim zakonima fizike. Međutim, alternativa – takozvana MOND teorija – tu anomaliju nastoji objasniti odbacujući hipotezu da je dinamika galaksija određena masivnim, nevidljivim aureolima tamne tvari.

Prema MOND teoriji galaksije ne rastu spajanjem jedna s drugom. Umjesto toga formiraju se od rotirajućih plinskih oblaka koji se sve više i više kondenziraju. U takvom svemiru galaksije također rastu tako što apsorbiraju plin iz svog okruženja.

Međutim, MOND teorija smatra da su spajanja potpuno izraslih galaksija veoma rijetka! „MOND-ova predviđanja su u skladu s onim što zapravo vidimo,“ zaključio je Kroupa.

Predstoje daljnja istraživanja

Međutim, točni mehanizmi rasta galaksija još nisu u potpunosti shvaćeni, čak ni s MOND-om. Osim toga u sklopu MOND-a Newtonovi zakoni gravitacije ne vrijede pod određenim okolnostima, ali ih je isto tako potrebno zamijeniti ispravnim. To bi imalo dalekosežne posljedice za druga područja fizike. Unatoč tome, smatraju autori nove studije, teorija MOND-a rješava sve poznate ekstragalaktičke kozmološke probleme unatoč tome što je izvorno formulirana samo za galaksije.

Kalāmski kozmološki argument

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Moritz Haslbauer et al., „The High Fraction of Thin Disk Galaxies Continues to Challenge ΛCDM Cosmology,“ Astrophysical Journal (2022).

Moritz Haslbauer, Pavel Kroupa (4. veljače 2022.), „Too many disk galaxies than theory allows,“ uni-bonn.de (pristup 8. veljače 2022.)

Student povijesti koji u slobodno vrijeme voli čitati i pisati o svojim najdražim temama - povijesti, svemiru i astronomiji.