Ya evrenin olağanüstü çekimini üreten karanlık madde değilse, fotonlarsa?
On yıllardır gökbilimciler gizemli karanlık madde arıyorlar. Karanlık maddenin sıradan maddenin beş katı olduğuna inanılıyor olsa da, mevcut araçlar hala bu gizemli maddeyi tespit edemiyor. Ancak son zamanlarda astrofizikçiler yeni bir olasılık önerdiler: Ya karanlık madde galaksilerin dönüşünü etkilemiyorsa? Ya ışık kalitesiyse?
1980'de gökbilimci Vera Rubin (Vera Rubin) garip bir fenomen keşfetti: Bir galaksinin merkezi etrafındaki bir yıldızın yörünge hızı, merkezden uzaklık arttıkça yavaşlamalıdır. Buna Kepler denir. Güneş sistemi gibi gezegen sistemlerinde azalma veya azalan dönme eğrisi açıkça gözlemlenebilir. Ancak galaksinin kenarındaki yıldızın dönüş hızı aslında çok hızlıdır ve içteki diğer yıldızlardan çok da farklı değildir ve galaksinin dönüş eğrisi teoriden büyük bir sapmaya sahiptir.
Bu nedenle, galaksinin gerçek çekim kuvveti, gözlenen maddenin ürettiği çekim kuvvetinden daha yüksektir, aksi takdirde galaksinin yapısı çökecek ve kenar yıldızlar galaksiyi terk ederek galaksiler arası boşluğa girecektir. Bu nedenle, astrofizikçiler galaksilerde büyük miktarda karanlık madde olabileceğini ve bunların ürettiği devasa yerçekimi kuvvetinin galaksi yapısının bütünlüğünü koruduğunu öne sürdüler.
Ancak karanlık madde elektromanyetik etkiler üretemez, bu nedenle elektromanyetik dalga gözlem yöntemleriyle doğrudan tespit edilemez. Başka bir olasılık yoksa, ek yerçekimi yaratmak için orada bir şey olması gerektiği anlamına gelir.
The Astrophysical Journal'da yayınlanan yakın tarihli bir araştırmaya göre, Mainz Üniversitesi ve Lawrence Livermore Ulusal Laboratuvarı'ndan bir fizikçi ekibi başka bir açıklama önerdi ve bunun galaksinin dönüş eğrisine neden olduğuna inanıyorlar. Anormal değişiklikleri olan karanlık madde değil, fotonlardır. Fotonlar, en azından bir dereceye kadar anormal galaksinin dönme eğrisinin kaynaklarından biridir, ürettikleri etki yerçekimi değildir, ancak yerçekimine çok benzer şekilde davranır.
Belirli bir foton kütlesinin (fotonun hareketsiz kütlesi yoktur, ancak hareketli bir kütlesi vardır) mevcut üst sınırdan çok daha küçük olduğu varsayılırsa, fizikçiler bu foton kütlesinin galakside ek kuvvetler oluşturmak için yeterli olduğunu ve bu kuvvetlerin kabaca yeterince büyük olduğunu kanıtlayabilir. Anormal galaksi dönüş eğrisini tamamen açıklayabilir. Fizikçiler bu etkiyi, fotonun kütlesi ile ilgili elektromanyetik stresin neden olduğu bir tür "negatif basınç" olarak tanımlıyorlar.
Maxwell-Proca elektrodinamiğine dayanan bu elektromanyetik gerilimler, esas olarak yıldızlararası gaza etki eden ek merkezcil kuvvet oluşturabilir. Araştırma ekibi, yerçekimi gibi davranan bu tür bir baskıya Proka stresi adını veriyor.
Bununla birlikte, bu hipotezle ilgili hala bazı sorunlar var.
Bir yandan, gaz bulutundan doğan kısa ömürlü büyük sabitler, gaz bulutu ile güçlü bir şekilde birleşecek ve gaz bulutu üzerine etki eden Proca stresi de dolaylı olarak bu yıldızlara etki edecektir. Daha sonra, uzun ömürlü, orta ila düşük kütleli yıldızlar bir sorun yaratabilir. Güneş, her 230 milyon yılda bir Samanyolu galaksisinin merkezi etrafında döner ve yaklaşık 4,6 milyar yıldır olmuştur, bu nedenle yaklaşık 20 dönüşü tamamlamıştır. Ekibin hesaplamalarına göre, Proka stresi etkisi altında, Güneş gibi düşük kütleli bir yıldız, yüksek eksantrikliğe sahip eliptik bir yörüngeye sahip olacak.
Ancak öyle değil. Bu nedenle, aslında gözlemlediğimiz kozmik fenomenlere uymak için bu modelin daha da geliştirilmesi gerekiyor. Ancak her durumda, fotonların ürettiği negatif basıncın belirli bir etkisi vardır. Sadece bu aşamada karanlık madde, anormal galaksilerin dönüş eğrisini açıklamak için hala en iyi hipotezdir.
