Vous voudrez probablement mettre vos lunettes sceptiques et les régler au maximum pour celui-ci. Un mathématicien italien a mis au point des formules complexes qui peuvent, avec une similitude remarquable, imiter les courbes de rotation des galaxies spirales sans avoir besoin de matière noire.
Actuellement, ces courbes de rotation galactiques représentent des preuves clés de l'existence de la matière noire - car les étoiles extérieures des galaxies tournantes se déplacent souvent autour d'un disque galactique si rapidement qu'elles devraient s'envoler dans l'espace intergalactique - à moins qu'une masse supplémentaire `` invisible '' ne soit présente dans la galaxie pour les maintenir gravitationnellement sur leurs orbites.
Le problème peut être apprécié en considérant le mouvement Keplerien des planètes de notre système solaire. Mercure orbite autour du Soleil à une vitesse orbitale de 48 kilomètres par seconde - tandis que Neptune orbite autour du Soleil à une vitesse orbitale de 5 kilomètres par seconde. Dans le système solaire, la proximité d’une planète avec la masse substantielle du Soleil est fonction de sa vitesse orbitale. Donc, hypothétiquement, si la masse du Soleil était réduite d'une manière ou d'une autre, la vitesse orbitale existante de Neptune la déplacerait vers l'extérieur de son orbite actuelle - la projetant potentiellement dans l'espace interstellaire si le changement était suffisamment important.
La physique de la galaxie de la Voie lactée est différente du système solaire, car sa masse est répartie plus uniformément à travers le disque galactique, plutôt que 99% de sa masse étant concentrée de manière centrale - comme elle l'est dans le système solaire.
Néanmoins, comme l'explique cet article du Space Magazine, si nous supposons une relation similaire entre la masse cumulée de la Voie lactée et la vitesse orbitale de ses étoiles extérieures, nous devons reconnaître que les objets visibles dans la Voie lactée n'ont que 10 à 20% de la masse nécessaire pour contenir la vitesse orbitale des étoiles dans son disque externe. Nous concluons donc que le reste de cette masse galactique doit être de la matière noire (invisible).
C'est la vision consensuelle contemporaine du fonctionnement des galaxies - et un élément clé du modèle standard actuel de la cosmologie de l'univers. Mais Carati est venue avec une idée apparemment invraisemblable que les courbes de rotation des galaxies spirales pourraient être expliquées par l'influence gravitationnelle de la matière lointaine, sans avoir à faire appel à la matière noire du tout.
Conceptuellement, l'idée n'a pas de sens. Le fait de positionner une masse significative par gravité en dehors de l'orbite des étoiles pourrait les entraîner sur des orbites plus larges, mais il est difficile de voir pourquoi cela ajouterait à leur vitesse orbitale. Si vous dessinez un objet sur une orbite plus large, cela devrait prendre plus de temps pour orbiter la galaxie car il aura plus de circonférence à couvrir. Ce que nous voyons généralement dans les galaxies spirales, c'est que les étoiles extérieures tournent autour de la galaxie à peu près au même moment que les étoiles plus intérieures.
Mais bien que le mécanisme proposé semble un peu invraisemblable, ce qui est remarquable au sujet de l'affirmation de Carati est que les mathématiques fournissent apparemment des courbes de rotation galactiques qui correspondent étroitement aux valeurs observées d'au moins quatre galaxies connues. En effet, les mathématiques offrent un ajustement extrêmement proche.
Avec des lunettes sceptiques fermement en place, les conclusions suivantes pourraient être tirées de cette constatation:
• Il y a tellement de galaxies là-bas qu’il n’est pas difficile de trouver quatre galaxies qui correspondent aux mathématiques;
• Les calculs ont été réajustés pour correspondre aux données déjà observées;
• Les mathématiques ne fonctionnent tout simplement pas; ou
• Bien que l'interprétation des données par l'auteur puisse être discutée, les calculs fonctionnent vraiment.
Les calculs s'appuient sur des principes établis dans les équations de champ d'Einstein, ce qui est problématique car les équations de champ sont basées sur le principe cosmologique, qui suppose que l'effet de la matière lointaine est négligeable - ou du moins qu'il s'unifie à grande échelle.
Perplexe, l'article de Carati note également deux autres exemples où les mathématiques peuvent également s'adapter à des galaxies avec des vitesses de rotation décroissantes dans leurs étoiles extérieures. Ceci est réalisé en commutant le signe de l'un des composants des formules (qui peut être + ou -). Ainsi, d'une part, l'effet de la matière lointaine est d'induire une pression positive qui contient la rotation rapide des étoiles, les empêchant de s'envoler - et d'autre part, elle peut induire une pression négative pour encourager une décomposition atypique dans un courbe de rotation de la galaxie.
Comme dit le proverbe, si quelque chose semble trop beau pour être vrai - ce n'est probablement pas vrai. Tous les commentaires sont les bienvenus.
Lectures complémentaires:
Carati Effets gravitationnels de la matière lointaine sur les courbes de rotation des galaxies spirales.
