En internationell grupp av astronomer, inklusive fysiker vid University of St Andrews, har återupplivat en tidigare debuntad teori om gravitation, hävdar att rörelser inom dvärggalaxer skulle vara långsammare om de är nära en massiv galax.

Forskargruppen undersökte en teori som tidigare publicerats i tidskriften Natur som hävdade att modifierad Newtonsk dynamik (MOND) inte kunde vara sant eftersom de inre rörelserna var för långsamma inom dvärggalaxen NGC1052-DF2, en liten galax som består av cirka 200 miljoner stjärnor.

MOND är ett kontroversiellt alternativ till allmän relativitetsteori, den rådande Einstein-inspirerade förståelsen av fenomenet gravitation, som kräver mörk materia för att existera, men detta har aldrig bevisats. MOND kräver inte mörk materia.

Sådana teorier är viktiga för att förstå vårt universum, när galaxer roterar så snabbt borde de flyga isär, enligt känd fysik.

Olika teorier har lagts fram för att förklara vad som håller dem samman, och debatten rasar om vad som är rätt. Den nu avslöjade studien hävdade att MOND var död. Dock, denna senaste studie – även i Natur – visar att det tidigare arbetet försummade en subtil miljöeffekt.

Den nya forskningen hävdar att det tidigare arbetet inte ansåg att påverkan från gravitationsmiljön runt dvärgen kunde påverka rörelser inom den. Med andra ord, om dvärggalaxen var nära en massiv galax – vilket är fallet här – så skulle rörelserna inom dvärgen vara långsammare.

Huvudförfattare Pavel Kroupa, Professor vid universitetet i Bonn och Charles University i Prag, sa:"Det har förekommit många förtida påståenden om MONDs död i mycket inflytelserika tidskrifter. Hittills, ingen står upp för detaljerad granskning."

Galaxer roterar så snabbt att de borde flyga isär enligt känd fysik. Två aktuella teorier förklarar detta – den första placerar en gloria av mörk materia runt varje galax. Dock, mörk materia partiklar har aldrig upptäckts, trots många decennier av mycket känsliga sökningar, använder ofta stora detektorer.

Den andra är MOND, vilket förklarar en stor mängd data om galaktiska rotationshastigheter med endast deras synliga stjärnor och gas. MOND gör detta med ett matematiskt recept som stärker det synliga materialets gravitation, men bara där detta blir väldigt svagt. Annat, gravitationen skulle följa den konventionella Newtons lag, t.ex., i solsystemet – eller nära en massiv galax.

Dr Indranil Banik från School of Physics and Astronomy vid University of St Andrews, och snart till Bonn University, sa:"Det är anmärkningsvärt att MOND fortfarande gör så framgångsrika förutsägelser baserade på ekvationer som skrevs ner för 35 år sedan."

Dr Hongsheng Zhao, från School of Physics and Astronomy vid University of St Andrews, sa:"Vår modellering av MOND-miljöeffekten bekräftades senare av en annan grupp."

Hosein Haghi, Professor i fysik vid Institutet för avancerade studier i grundvetenskap, i Iran, sa:"Denna effekt har varit känd under lång tid. Dessa Natur Författarna var omedvetna om våra artiklar om hur det skulle inkluderas."