現在の理論は私たちの宇宙を非常に正確に説明していないかもしれません。画像クレジット：ブリュッセル美術館、宇宙望遠鏡研究所。拡大するにはクリックしてください
セントアンドリュース大学の中国人天文学者は、アインシュタインの画期的な重力理論を微調整し、1世紀の4分の3の天体物理学者を困惑させてきた暗い謎を解くことができる「単純な」理論を作成しました。
Hong Sheng Zhao博士とベルギーの共同研究者であるブリュッセル自由大学（ULB）のBenoit Famaey博士によって開発された新しい重力法は、アインシュタインの理論が実際に正しいかどうか、そしてダークマターの天文学の謎が実際に存在するかどうかを証明することを目的としています。彼らの研究は、2月10日に米国を拠点とする天体物理学ジャーナルレターで発表されました。彼らの公式は、アインシュタインのように重力が距離とともにそれほど急激に低下せず、太陽系から銀河へ、そして宇宙へと微妙に変化することを示唆しています。
重力の物理学の理論は、1687年にアイザックニュートンによって最初に開発され、1905年にアルバートアインシュタインの一般相対性理論によって洗練され、軽い曲げを可能にしました。重力は最も初期に知られている力ですが、重力は依然として謎であり、宇宙での天文観測では理論が未確認です。
ニュートンとアインシュタインの黄金律に関する「問題」は、地球上で非常にうまく機能する一方で、銀河内の星の動きや光の曲がりを正確に説明していません。銀河では、星は中心点を中心に急速に回転し、銀河内の物質の重力引力によって軌道に保持されます。しかし、天文学者たちは彼らがお互いの重力によって保持されるには速すぎて移動していないことを発見しました。そのため、銀河を一緒に保持するのに十分な重力ではなく、星はすべての方向に放出されるべきです！
これに対する解決策は、1933年にフリッツズウィッキーによって提案され、銀河内に目に見えない物質があり、銀河をまとめるのに十分な重力を構成することでした。この物質は光を放出しないため、天文学者はそれを「ダークマター」と呼んでいます。宇宙の物質の最大90％を占めると考えられています。ただし、すべての科学者がダークマター理論を受け入れるわけではありません。ライバルの解決策は1983年にモティミルグロムによって提案され、2004年にジェイコブベケンシュタインによってバックアップされました。目に見えない物質の存在の代わりに、ミルグロムは重力に関する天文学者の理解は正しくないと提案しました。彼は、通常の物質の重力の上昇がこの加速の原因であると提案しました。
以降、ミルグロムの理論は多くの天文学者によって研究されており、趙博士とファメイ博士は、以前のバージョンが直面していた多くの問題を克服する彼の研究の新しい定式化を提案しています。
彼らは、重力がさまざまな距離スケールで連続的に変化することを可能にし、最も重要なことに、銀河の観測のデータに適合させる式を作成しました。銀河のデータをライバルのダークマターパラダイムに等しく適合させることは、2つの天文学者が別の重力のアイデアを検討する動機となった、針でボールをバランスさせることと同じくらい困難です。
リンゴが頭に落ちたときにニュートンが重力について考え始めたという伝説がありますが、趙博士によると、「リンゴが銀河にどのように落ちるかは明らかではありません。ニュートン氏の理論は大幅にずれているでしょう。彼のリンゴは天の川から飛び出すでしょう。銀河の周りの素敵な軌道でリンゴを復元するための取り組みは、長年にわたってダークマター対非ニュートン重力という2つの考えのグループにつながりました。 Dark Matter粒子は、物理学から自然に生まれ、美しい対称性を持ち、宇宙論を美しく説明します。彼らはどこにでもいる傾向があります。本当の謎は、それらを宇宙の隅から遠ざける方法です。また、Dark MatterはDark Energyと連携しています。これらすべての謎に簡単な答えが1つあれば、もっと美しくなります。」
セントアンドリュース大学物理物理学部のPPARC上級フェローでスコットランド大学物理学同盟（SUPA）のメンバーであるZhao博士は、次のように続けています。 「シンプルフォーミュラ」と呼ばれる重力の新しいフォーミュラを作成しました。これは、実際にはミルグロムとベケンシュタインの改良版です。これはこれまでの銀河データと一致しており、その予測が太陽系と宇宙論についてさらに検証されれば、ダークマターの謎を解くことができます。アインシュタインの重力理論が正しいかどうか、いわゆるダークマターが実際に存在するかどうかなどの一般的な質問に答えられるかもしれません。」
「非ニュートン重力理論は現在、滑らかな連続関数によってすべてのスケールで完全に指定されています。仲間の科学者が改ざんする準備ができています。 Dark Matter粒子の検索を続ける間、式で予測された新しいフィールドに心を開く時がきました。」
新しい式は、4月にエジンバラの王立天文台で行われる国際ワークショップに提出され、再加工された理論をテストして議論する機会が与えられます。 Zhao博士とFamaey博士は、Dark Matterと10か国の重力の専門家の聴衆に彼らの新しい方式を実演します。
Famaey博士は、次のように述べています。「修正重力理論もダークマター理論も、今日定式化されているように、銀河力学や宇宙論のすべての問題を解決できない可能性があります。真実は原則としてその中間にあってもかまいませんが、重力に関する根本的な何かを見逃していること、そしてこれらすべての問題を解決するために根本的に新しい理論的アプローチが必要になることは非常にありそうです。それにもかかわらず、私たちの公式は非常に魅力的にシンプルなので、それをまだ未知の基本理論の一部として見たくなります。すべての銀河データは難なく説明されているようです。」
元のソース：PPARCニュースリリース
