Brauchen wir eine neue Gravitationstheorie?

Eine Gruppe von Physikern sagt, dass die Verteilung von Satellitengalaxien, die die Milchstraße umkreisen, sowie die scheinbare dunkle Materie in ihnen eine direkte Herausforderung für Newtons Gravitationstheorie darstellen, da die Galaxien nicht dort sind, wo sie sein sollten. "Ihre Verteilung hat etwas Seltsames", sagte Professor Pavel Kroupa von der Universität Bonn in Deutschland. "Sie sollten einheitlich um die Milchstraße angeordnet sein, aber das haben wir nicht gefunden." Kosmologische Standardmodelle sagen die Anwesenheit von Hunderten dieser Gefährten in den meisten größeren Galaxien voraus, aber bisher wurden nur 30 in der Milchstraße beobachtet. Die Physiker sagen, dass Newtons Gravitationstheorie modifiziert werden sollte.

Die Astronomen aus Deutschland, Österreich und Australien betrachteten die kleinen Zwerggalaxien, die die Milchstraße umkreisen, und stellten fest, dass die elf hellsten Zwerggalaxien mehr oder weniger in derselben Ebene liegen – in einer Art Scheibenform – und dass sie sich drehen die gleiche Richtung um die Milchstraße (genauso wie sich Planeten im Sonnensystem um die Sonne drehen). Einige davon enthalten nur wenige tausend Sterne und sind daher relativ schwach und schwer zu finden.

Professor Kroupa und die anderen Physiker glauben, dass dies nur erklärt werden kann, wenn die heutigen Satellitengalaxien durch alte Kollisionen zwischen jungen Galaxien entstanden sind. Teammitglied Dr. Manuel Metz sagte: „Fragmente aus frühen Kollisionen können die sich drehenden Zwerggalaxien bilden, die wir heute sehen, aber dies führt ein Paradoxon ein. Berechnungen legen nahe, dass die Zwergsatelliten keine dunkle Materie enthalten können, wenn sie auf diese Weise erzeugt wurden. Dies widerspricht jedoch direkt anderen Beweisen. Wenn die dunkle Materie nicht vorhanden ist, bewegen sich die Sterne in den Galaxien viel schneller als von Newtons Standard-Gravitationstheorie vorhergesagt. "

Metz fügte hinzu: "Die einzige Lösung besteht darin, Newtons Theorie abzulehnen. Wenn wir in einem Universum leben, in dem ein modifiziertes Gravitationsgesetz gilt, wären unsere Beobachtungen ohne dunkle Materie erklärbar. “

Mit diesen Beweisen teilt das Team die Überzeugungen einer Reihe von Gruppen auf der ganzen Welt, die glauben, dass einige der Grundprinzipien der Physik falsch verstanden wurden. Wenn ihre Ideen richtig sind, wird es nicht das erste Mal sein, dass Newtons Gravitationstheorie modifiziert wurde. Im 20. Jahrhundert geschah es, als Einstein seine speziellen und allgemeinen Relativitätstheorien einführte und erneut die Quantenmechanik entwickelt wurde, um die Physik auf subatomaren Skalen zu erklären. Die von Dr. Metz und Professor Kroupa und ihren Mitarbeitern festgestellten Anomalien implizieren, dass bei vorherrschenden schwachen Beschleunigungen möglicherweise eine „modifizierte Newtonsche Dynamik“ verwendet werden muss. Wenn die Wissenschaftler Recht haben, hat dies weitreichende Konsequenzen für unser Verständnis des Universums, in dem wir leben.

Die beiden Studien werden in Veröffentlichungen in monatlichen Mitteilungen der Royal Astronomical Society und des Astrophysical Journal veröffentlicht.

Quelle: RAS

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