Mörk materiakarta över KiDS-undersökningsregionen (region G12). Kredit:Kids-undersökning
Observationer av galaktiska rotationskurvor ger en av de starkaste bevisen som pekar mot förekomsten av mörk materia, en icke-baryonisk form av materia som uppskattningsvis utgör 85 % av materien i det observerbara universum. Aktuella bedömningar av galaktiska rotationskurvor är baserade på ett ramverk av Newtonska berättelser om gravitation, en ny tidning publicerad i EPJ C , av Gerson Otto Ludwig, National Institute for Space Research, Brasilien, föreslår att om detta ersätts med en generell relativitetsbaserad modell, behovet av att tillgripa mörk materia lindras, ersättas av effekterna av gravitomagnetism.
Den mörka materiens huvudroll, Ludwig påpekar i tidningen, har historiskt sett varit att lösa skillnaden mellan astrofysiska observationer och nuvarande teorier om gravitation. Enkelt uttryckt, om baryonisk materia - den form av materia vi ser omkring oss varje dag som består av protoner, neutroner och elektroner - är den enda formen av materia, då borde det inte finnas tillräckligt med gravitationskraft för att förhindra att galaxer flyger isär.
Genom att bortse från allmänna relativistiska korrigeringar av Newtonsk gravitation som härrör från massströmmar, och genom att försumma dessa massströmmar, Ludwig hävdar att dessa modeller också missar betydande modifieringar av rotationskurvor – omloppshastigheterna för synliga stjärnor och gas plottade mot deras radiella avstånd från deras galaxs centrum. Detta beror på en effekt i generell relativitet som inte finns i Newtons gravitationsteori – frame-dragning eller linsets törnande effekt. Denna effekt uppstår när ett massivt roterande föremål som en stjärna eller ett svart hål "drar" själva rymdtidens struktur med sig, i sin tur ger upphov till ett gravitomagnetiskt fält.
I det här pappret, Ludwig presenterar en ny modell för rotationskurvor för galaxer som överensstämmer med tidigare ansträngningar som involverar allmän relativitetsteori. Forskaren visar att även om effekterna av gravitomagnetiska fält är svaga, Att inkludera dem i modeller minskar skillnaden mellan teorier om gravitation och observerade rotationskurvor – vilket eliminerar behovet av mörk materia. Teorin behöver fortfarande utvecklas innan den är allmänt accepterad, med författaren som särskilt påpekade att tidsutvecklingen för galaxer som modellerats med detta ramverk är ett komplext problem som kommer att kräva mycket djupare analys.
Ludwig avslutar med att föreslå att alla beräkningar som utförts med tunna galaktiska skivmodeller utförda fram till denna punkt kan behöva räknas om, och själva begreppet mörk materia själv, frågade.