A James Webb űrteleszkóp lenyűgöző bizonyítékokat talált a gravitáció alternatív elméletére

A James Webb Űrteleszkóp (JWST) lenyűgöző megfigyeléseket tett, amelyek újraírhatják a gravitációról és az univerzum korai kialakulásáról al...

A James Webb Űrteleszkóp (JWST) lenyűgöző megfigyeléseket tett, amelyek újraírhatják a gravitációról és az univerzum korai kialakulásáról alkotott elképzeléseinket.

Ezek az eredmények megkérdőjelezik a sötét anyag elméletét, és egy alternatív, vitatott elméletet, a módosított newtoni dinamikát (Modified Newtonian Dynamics, MOND) erősítik meg. Ha igazolják, a MOND forradalmasíthatja a modern kozmológia alapjait, újragondolásra késztetve azokat. (1)

A sötét anyag és a Lambda-CDM modell kihívásai

Évtizedek óta a Lambda-Cold Dark Matter (Lambda-CDM) modell uralja a kozmológiát. Ennek az elméletnek központi eleme a sötét anyag, egy láthatatlan anyag, amely az univerzum tömeg-energia tartalmának körülbelül 27%-át teszi ki. A Lambda-CDM szerint a sötét anyag gravitációs hatása formálta a galaxisok és a nagyléptékű struktúrák kialakulását. Az elmélet alapján a korai galaxisoknak kicsinek, halványnak és lassan fejlődőnek kellett volna lenniük.

A JWST megfigyelései azonban más képet mutatnak. A kutatók szerint a korai univerzumban lévő ősi galaxisok nagyok, fényesek és teljesen kifejlettek - szöges ellentétben állva a Lambda-CDM előrejelzéseivel.

A MOND: A sötét anyag alternatívája

A MOND elméletét Mordehai Milgrom izraeli fizikus javasolta először 1983-ban. Ez az elképzelés radikálisan újragondolja a gravitációt: nem a sötét anyag létezését feltételezi, hanem Newton második törvényét módosítja olyan helyzetekre, ahol rendkívül alacsony gyorsulás tapasztalható, például az univerzum perifériáján. A MOND célja olyan jelenségek, mint például a galaxisok forgási görbéinek magyarázata, amelyekkel a hagyományos gravitációs elméletek küzdenek.

1998-ban Stacy McGaugh, jelenleg a Case Western Reserve Egyetem professzora, egy tanulmány társszerzője volt, amely szerint a galaxisok a korai univerzumban gyorsan, sötét anyag nélkül is kialakulhattak. Az elmélet szerint az anyag gravitáció hatására összegyűlt, az univerzum tágulásával együtt kiterjedt, majd összeomlott, hogy galaxisokat hozzon létre. Ez a modell gyorsan összeálló, nagy és fényes galaktikus struktúrákat jósol, amelyek jól illenek a JWST által megfigyelt galaxisok leírásához.

McGaugh így fogalmazott: "A csillagászok a sötét anyagot találták ki, hogy megmagyarázzák, hogyan alakult át a nagyon sima korai univerzum a nagy galaxisokká és a köztük lévő üres térségekké, amelyeket ma látunk. De amit a sötét anyag elmélete megjósolt, az nem egyezik azzal, amit látunk."

Bizonyítékok a sötét anyag elmélete ellen

A JWST megfigyelései közvetlen kihívást jelentenek a Lambda-CDM modell számára. McGaugh szerint a MOND elméletek, például R. H. Sanders jóslatai sokkal pontosabban illeszkednek a teleszkóp adataihoz, mint a Lambda-CDM hívei, például Mo, Mao és White előrejelzései. Például a MOND azt jósolja, hogy a galaxisok gyorsan összeállnak, kevesebb külső gravitációs hatás mellett, amelyet a sötét anyag idézne elő.

Ez az ellentmondás heves vitákat váltott ki a tudományos közösségen belül. Miközben néhányan azt állítják, hogy a Lambda-CDM és a JWST adatai közötti eltéréseket alaposabban meg kell vizsgálni, mások továbbra is kitartanak a sötét anyag mellett. A Lambda-CDM más jelenségek, például az univerzum tágulási ütemének magyarázatában is rendkívül sikeresnek bizonyult.

A MOND és a modern fizika összeegyeztetése

Annak ellenére, hogy a JWST adatai szerint a MOND sikeresebb lehet néhány jelenség magyarázatában, a modell jelentős kihívásokkal küzd. Az egyik legnagyobb akadály az Einstein-féle általános relativitáselmélettel való összeegyeztetés, amely a modern fizika alapköve. A MOND alapvetően eltérő keretrendszerben működik, ami megnehezíti az integrációt a meglévő elméletekkel.

McGaugh elismeri ezeket a kihívásokat, de hangsúlyozza, hogy a tudományos bizonyítékokat kell követni. "Mindig megpróbálhatunk módosítani egy elméletet az új tényekhez való alkalmazkodás érdekében," - mondja. "De amikor a megfigyelések következetesen ellentmondanak egy modell jóslatainak, az az elméleti keret gyengeségeire utalhat."

A kozmológiai elméletek jövője

A tudományos közösség szélesebb köre óvatos a sötét anyag elméletének elvetésével kapcsolatban. A Lambda-CDM továbbra is koherens magyarázatot ad az univerzum számos aspektusára, és előrejelző képessége az idő próbáját is kiállta. Ugyanakkor a JWST megfigyelései izgalmas kérdéseket vetnek fel arról, hogy az alternatív elméletek, például a MOND, megérdemlik-e a megújult figyelmet.

McGaugh és kollégái optimisták. Az új felfedezések fordulópontot jelenthetnek a MOND mellett folytatott több évtizedes érvelésükben. "A lényeg az, hogy megmondtuk," - mondja McGaugh, bár elismeri, hogy a MOND és az általános relativitáselmélet összeegyeztetése továbbra is nehéz feladat.

Ahogy olyan teleszkópok, mint a JWST, egyre mélyebben kutatják az univerzumot, a bizonyítékok vagy a MOND-ot erősítik meg, vagy a sötét anyag szerepét igazolják a kozmikus evolúcióban. Akárhogy is, ezek a felfedezések mélyebbre vezetnek minket az univerzum és annak eredetének megértésében. (2)

(1) - https://iopscience.iop.org/article/10.3847/
(2) - https://thedebrief.org/james-webb-space