By Θα παραθέσω μία άσκηση για την κίνηση του ήλιου μας στον γαλαξία, απλά για να δούμε τάξεις μεγέθους. Η πραγματικότητα είναι εξαιρετικά πολύπλοκη λόγω δύο δεδομένων.
Οι γραφικές παραστάσεις δείχνουν τις ταχύτητες περιστροφής διαφόρων δημείων του γαλαξία συναρτήσει της απόστασης από το κέντρο Αριστερά: Προσομοίωση περιστροφής σπειροειδούς γαλαξία χωρίς σκοτεινή ύλη. Δεξιά: Γαλαξίας με μια επίπεδη καμπύλη περιστροφής η οποία αναμένεταισ την περίπτωση ύπαρξης σκοτεινής ύλης.
– Ραμαντάς Άρης
Α) Ο γαλαξίας μας όπως ο ήλιος και οι αέριοι γίγαντες του ηλιακού μας συστήματος Δίας και Κρόνος που δεν είναι συμπαγή στερεά περιστρέφονται διαφορικά, δηλαδή περιστρέφονται ταχύτερα στον ισημερινό και πιο αργά όσο απομακρυνόμαστε απο αυτόν.
Β) Ένα σοβαρό πρόβλημα όμως είναι το γεγονός ότι οι ταχύτητες καθώς πλησιάζουμε στα όρια του γαλαξία μας είναι σημαντικά μεγαλύτερες απο τις αναμενόμενες όπως βλέπουμε στο παρακάτω διάγραμμα. Η κόκκινη γραμμή είναι οι μετρούμενες ταχύτητες και οι μπλέ διακεκομένες οι αναμενόμενες αν ο γαλαξίας μας αποτελούνταν μόνο απο συνηθισμένη βαρυονική ύλη.
Πάντως αν ο γαλαξίας μας αποτελούνταν μόνο απο βαρυονική ύλη θα είχε αυτοδιαλυθεί δεδομένου ότι τα αστέρια στις παρυφές του θα ήταν χαλαρά συνδεδεμένα βαρυτικά με τον πυρήνα. Η μόνη εξήγηση που προκρίνεται σήμερα για τα παραπάνω είναι η παρουσία σκοτεινής ύλης σε μία άλω γύρω απο τον πυρήνα και σε ποσοστό που αγγίζει το 90% της συνολικής μάζας.
Η παρουσία σκοτεινής ύλης λύνει και άλλα ζητήματα όπως η συνοχή σμηνών και υπερσμηνών γαλαξιών καθώς και η παρατηρούμενη εικόνα απο βαρυτικούς φακούς.Η σκοτεινή ύλη δεν εκπέμπει καμία ακτινοβολία σε κανένα μήκος κύματος εξ ου και αόρατη. Αλληλεπιδρά όμως βαρυτικά με τη βαρυονική ύλη. Ζητούμενο επομένως είναι να προσδιοριστεί η φύση της ή να βρεθεί κάτι άλλο στη θέση της.
Μια μειοψηφία αστροφυσικών προτείνει μια τροποποιημένη Νευτώνεια βαρύτητα που θα απαντά στα παραπάνω ζητήματα. Όπως και να έχει η πιο οικεία μας δύναμη η βαρύτητα, μας δημιουργεί τα πιο σοβαρά προβλήματα(ας μην ξεχνάμε και την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος), παρά το γεγονός ότι έχουμε δύο θεωρίες για τη βαρύτητα που και οι δύο είναι …σωστές. Ακολουθεί η άσκηση.
Θεωρούμε ότι όλη η μάζα του Γαλαξία μας βρίσκεται στο εσωτερικό της τροχιάς του ήλιου, έτσι ώστε να τη θεωρήσουμε όλη συγκεντρωμένη στο κέντρο του γαλαξία μας. Ο ήλιος μας απέχει 29.000 ly από το γαλαξιακό κέντρο και συμπληρώνει μία περιστροφή γύρω από το γαλαξιακό κέντρο σε 230.000.000y.
Aν 1 ly = 9,46.015 m, G = 6,67.10-11 N.m2kg-2, μάζα ήλιου ΜΗ = 2.1030 kg,
να βρεθούν:
i) Η ταχύτητα περιφοράς του γύρω από το γαλαξιακό κέντρο.
ii) Ο αριθμός των αστέρων που περιλαμβάνει ο γαλαξίας μας αν υποθέσουμε
ότι όλα είναι σαν τον ήλιο μας.
Πηγή: YLIKONET
