חיפשנו כבר עשרות שנים, ובכל זאת החומר המסתורי נותר בלתי ניתן לזיהוי למכשירים שלנו. כעת, אסטרופיזיקאים חקרו אפשרות מסקרנת: מה אם זה לא חומר אפל שמשפיע על הסיבוב הגלקטי בכל זאת. מה אם זה מסת האור במקום זאת?
במאמר משנת 1980, האסטרונומית האמריקאית ורה רוביןהוכח די סופיתמשהו ממש מוזר בגלקסיות: החישוקים שלהן מסתובבים הרבה יותר מהר ממה שהם צריכים להיות.
כאשר אנו יוצאים מהמרכז הגלקטי, תנועת המסלול של הכוכבים והגז בדיסק אמורה להאט באופן תיאורטי, כאשר הירידה במהירות פרופורציונלית למרחק מהמרכז.
זה נקראירידה קפלריאנית, או עקומת סיבוב יורדת, וניתן לצפות בה בצורה מסודרת למדי במערכות פלנטריות כמו מערכת השמש שלנו. אֲבָלרוב הגלקסיות לא באמת עושות את זה.
במקום זאת, עקומות הסיבוב שלהם נשארות שטוחות, או ממש גדלות. הכוכבים החיצוניים האלה מקיפים הרבה יותר מהר ממה שהם צריכים להיות, בהתבסס על השפעת הכבידה של החומר שאנו יכולים לצפות בו.
כך שיערו אסטרופיזיקאיםחומר אפל. אנחנו לא יודעים מה זה, ואנחנו לא יכולים לזהות את זה ישירות. אבל אלא אם כל ההבנה הנוכחית שלנו לגבי היקום הפיזי (וכלנתונים שאספנועַלאת התופעהשגוי), משהו שם בהחלט מייצר כוח משיכה נוסף.
אבל אולי משהו זה אינו חומר אפל, לפי צוות חוקרים - במיוחד, פיזיקאי הפלזמה דמיטרי ריוטוב, שפרש לאחרונה מהמעבדה הלאומית לורנס ליברמור בקליפורניה, ודמיטרי בודקר וויקטור פלמבאום מאוניברסיטת יוהנס גוטנברג במיינץ בגרמניה. .
במאמר חדש הם מציגים טיעון לפיו חלקיקי אור (פוטונים) הם לפחות חלקית המקור לתופעה - מה שגורם להשפעה שאינה כוח המשיכה, אבל מתנהגת מאוד כמוה.
"ההשפעה ההיפותטית שאנו חוקרים אינה תוצאה של כוח המשיכה המוגבר",אמר בודקר.
"על ידי הנחה של מסת פוטון מסוימת, קטנה בהרבה מהגבול העליון הנוכחי, נוכל להראות שמסה זו תספיק ליצירת כוחות נוספים בגלקסיה ושכוחות אלה יהיו גדולים מספיק כדי להסביר את עקומות הסיבוב. מסקנה זו היא מרגש ביותר".
האפקט שהם מתארים הוא מעין "לחץ שלילי" הנגרם על ידי מתחים אלקטרומגנטיים הקשורים למסת הפוטון.
כשהם ממוקמים בהקשר של מערכת מתמטית בשם מקסוול-פרוקה אלקטרודינמיקה, מתחים אלקטרומגנטיים אלה יכולים ליצור כוחות צנטריפטליים נוספים, הפועלים בעיקר על גז בין-כוכבי. הצוות קורא לזה סטרס פרוקה, וזה מתנהג הרבה כמו כוח המשיכה.
אז כן, הכל היפותטי גרידא בשלב זה. וזה לא מושלם.
מצד אחד, כוכבים קצרי מועד שנולדים מגז (וחוזרים במהירות לגז לפני השלמת מסלול אחד) יהיו מחוברים חזק עם הגז; הפרוקה מדגישה שפועל על הגז יפעל בעקיפין גם על הכוכבים הללו.
אבל כוכבים ארוכים יותר יוצרים בעיה. השמש, למשל, היא בת כ-4.6 מיליארד שנים, והיא מקיפה את המרכז הגלקטי פעם אחת230 מיליון שנה, אז היו לו כמה סיבובים בכיכר. על פי חישובי הצוות, אמור להיות לו מסלול אליפטי מאוד תחת מתחי פרוקה.
ובכל זאת לא. אז התיאוריה תצטרך קצת עבודה כדי להיות תואם לתצפיות בפועל שלנו על היקום. לעת עתה, החומר האפל הוא עדיין המלך. אבל אין שום נזק, ואולי גם הרבה טוב, בחיפוש אחר הסברים אחרים.
"אנחנו לא מחשיבים כרגע את מסת הפוטון כפתרון לבעיית עקומת הסיבוב. אבל זה יכול להיות חלק מהפתרון."אמר בודקר.
"עם זאת, עלינו לשמור על ראש פתוח כל עוד איננו יודעים מהו חומר אפל."
המחקר פורסם בכתב העת האסטרופיזי.
