บาคาร่าเว็บตรง ดาราจักรแคระดูเหมือนจะไม่มีรัศมีสสารมืด

บาคาร่าเว็บตรง กาแล็กซี่ในคลัสเตอร์ Fornax ดาราจักรแคระ NGC1427Aอยู่ในกระจุกดาราจักร Fornax การสังเกตการบิดเบือนของดาราจักรไม่สอดคล้องกับการมีอยู่ของสสารมืด การศึกษาการบิดเบือนความโน้มถ่วงของดาราจักรแคระดูเหมือนจะสนับสนุนทฤษฎีแรงโน้มถ่วงดัดแปลงมากกว่าการมีอยู่ของสสารมืด ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของแบบจำลองมาตรฐานของจักรวาลวิทยา

สสารมืดเป็นสารสมมุติฐานที่เชื่อกันว่า

ประกอบด้วยประมาณ 85% ของสสารในจักรวาล อิทธิพลโน้มถ่วงของมันป้องกันวัตถุขนาดใหญ่ เช่น กาแล็กซีไม่ให้บินออกจากกันในขณะที่พวกมันหมุน และหลักฐานของสสารมืดยังสามารถพบได้ในพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาล ซึ่งก็คือการแผ่รังสีที่เกิดขึ้นไม่นานหลังจากบิกแบง อย่างไรก็ตาม แม้จะมีหลักฐานทางอ้อมมากมายสำหรับสสารมืด แต่ไม่เคยตรวจพบอนุภาคสสารมืด ด้วยเหตุนี้ จึงมีทฤษฎีอื่นๆ ที่อธิบายพฤติกรรมของดาราจักร รวมทั้งทฤษฎีที่ปรับเปลี่ยนกฎความโน้มถ่วง

สสารมืดคิดว่าจะรวมตัวกันเป็นรัศมี ซึ่งเป็นบริเวณกว้างของสสารมืดที่ถูกแรงโน้มถ่วงจับไว้ด้วยกัน เชื่อว่ารัศมีมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาและวิวัฒนาการของดาราจักร เช่น ทางช้างเผือก ซึ่งดูเหมือนว่าจะล้อมรอบด้วยรัศมีสสารมืด

เสี่ยงต่อการเสียรูป

ในงานวิจัยล่าสุดนี้ Elena Asencio จากมหาวิทยาลัยบอนน์และเพื่อนร่วมงานได้ค้นหาหลักฐานของสสารมืดที่มีรัศมีรอบกาแลคซีแคระ เหล่านี้เป็นดาราจักรประเภทที่เล็กที่สุดและพบได้บ่อยที่สุด และสามารถพบได้ในกระจุกหรือรอบดาราจักรขนาดใหญ่ เช่น ทางช้างเผือก เนื่องจากมวลที่ต่ำกว่าของพวกมัน ดาราจักรแคระจึงเสี่ยงต่อการเสียรูปโดยเฉพาะอย่างยิ่งจากแรงโน้มถ่วงที่กระทำภายในกระจุกดาวหรือโดยดาราจักรขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้เคียง อย่างไรก็ตาม การบิดเบือนเหล่านี้จะลดลงหากกาแลคซีแคระถูกห่อหุ้มด้วยรัศมีสสารมืด

เพื่อสำรวจแนวคิดนี้ Asencio และเพื่อนร่วมงานได้ตรวจสอบ

ภาพกล้องโทรทรรศน์ของ Fornax Cluster ซึ่งเต็มไปด้วยกาแลคซีแคระ ภาพเหล่านี้ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์ Very Large Telescope ของ European Southern Observatory นักดาราศาสตร์จึงพยายามจำลองการสังเกตการณ์โดยใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์โดยใช้แบบจำลองมาตรฐานของจักรวาลวิทยา ซึ่งรวมถึงสสารมืดด้วย

น่าแปลกที่วิธีนี้ไม่ประสบความสำเร็จ อันที่จริง การคำนวณของทีมแนะนำภายใต้แบบจำลองมาตรฐาน ดาวแคระ Fornax จะถูกทำลายด้วยแรงโน้มถ่วง

สมมติฐาน MOND

ด้วยความกระตือรือร้นที่จะค้นพบสิ่งที่ยึดกาแลคซี่ไว้ด้วยกัน ทีมงานได้ทำการจำลองมากขึ้น คราวนี้ไม่มีสสารมืด และใช้สมมติฐาน Modified Newtonian Dynamics (MOND) แทน MOND พัฒนาขึ้นครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวอิสราเอล มอร์เดไฮ มิลกรอมในทศวรรษ 1980 MOND กำหนดว่าแรงโน้มถ่วงจะแข็งแกร่งขึ้นในระบอบการปกครองที่เร่งความเร็วต่ำ การดัดแปลงนี้จำลองการสังเกตการหมุนรอบของดาราจักร แต่กลับเป็นกฎของนิวตันในสภาพแวดล้อมที่มีอัตราเร่งสูง เช่น ระบบสุริยะ

อ่านเพิ่มเติมดาราจักรเกลียว

การศึกษาการหมุนของกาแล็กซี่ไม่อนุญาตแรงโน้มถ่วงที่ดัดแปลงหรือไม่?

MOND สามารถทำซ้ำข้อสังเกตของ Fornax ซึ่งแตกต่างจากสสารมืด ทำให้เกิดข้อสงสัยใหม่เกี่ยวกับการมีอยู่ของสสารมืด อันที่จริง นี่ไม่ใช่การศึกษาครั้งแรกที่ชี้ให้เห็นว่าพลวัตและวิวัฒนาการของกาแลคซีบางแห่งไม่สามารถอธิบายได้ด้วยการเรียกสสารมืด และจำนวนการสังเกตการณ์ดังกล่าวก็เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ อย่างไรก็ตาม MOND และทฤษฎีอื่น ๆ ที่ปรับเปลี่ยนแรงโน้มถ่วงมีข้อบกพร่องทางทฤษฎีและการสังเกตของตัวเอง ดังนั้นจึงอาจเร็วเกินไปที่จะเลิกใช้แบบจำลองมาตรฐานที่รวมสสารมืด

คุณสมบัติการขนส่ง อัพเดทงานวิจัย

กระแสน้ำวนปรากฏในของเหลวอิเล็กตรอน แผนภาพแสดงรูปแบบการทดลองและข้อมูลที่บ่งชี้กระแสน้ำวนและกระแสน้ำวน อิเล็กตรอนที่ไหลในกระแสน้ำวน ด้านบน: แผนผังการทดลองแบบแผนผังแสดงตัวอย่าง Au (a) และ WTe2 (b) ร่วมกับอุปกรณ์ที่ใช้วัดกระแส ด้านล่าง: ความหนาแน่นกระแสที่ทำให้เป็นมาตรฐานซึ่งวัดโดยการทดลองใน c) Au และ d) WTe2 แสดงการไหลแบบราบเรียบและกระแสน้ำวน 

ทีมนักฟิสิกส์ระดับนานาชาติได้สังเกตเห็นอิเล็กตรอนที่ไหลในรูปแบบคล้ายน้ำวนที่เรียกว่า vortices เป็นครั้งแรก ทำนายไว้นานแล้ว แต่ไม่เคยเห็นมาก่อนในการทดลอง หลักฐานของพฤติกรรมคล้ายของเหลวนี้สามารถใช้ประโยชน์เพื่อสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

ในวัสดุทั่วไป การไหลของอิเล็กตรอนได้รับอิทธิพลอย่างมากจากสิ่งเจือปนและการสั่นของอะตอม ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ทำให้อิเล็กตรอนกระเจิง ในวัสดุที่สะอาดเป็นพิเศษและที่อุณหภูมิใกล้ศูนย์ ซึ่งไม่มีกระบวนการแบบคลาสสิกดังกล่าว อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่โดยไม่มีสิ่งกีดขวางบนวัสดุ เช่น ลูกบิลเลียด อย่างไรก็ตาม ในบางกรณีที่พบไม่บ่อยนัก เมื่ออิเล็กตรอนมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างกันอย่างรุนแรง อิเล็กตรอนจะถูกคาดการณ์ว่าจะเคลื่อนที่รวมกันเหมือนของเหลว

ในปี 2560 ทีมงานที่นำโดยLeonid Levitovจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ในสหรัฐอเมริการ่วมกับเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในสหราชอาณาจักรได้สังเกตพฤติกรรมของอิเล็กตรอนที่มีลักษณะคล้ายของเหลวในตัวอย่างกราฟีน (แผ่นอะตอมของคาร์บอนเพียงแผ่นเดียว) อะตอมหนา) ที่มีช่องบาง ๆ ที่มีจุดหยิกหลายจุด กระแสที่ส่งผ่านช่องสัญญาณไหลผ่านช่องแคบโดยแทบไม่มีแรงต้าน หมายความว่าอิเล็กตรอนที่ประกอบเป็นกระแสสามารถบีบผ่านจุดหนีบรวมกันแทนที่จะผ่านทีละจุด

อิเล็กตรอนมีพฤติกรรมเหมือนคลื่นควอนตัม

ในงานใหม่Eli Zeldovร่วมกับ Levitov และเพื่อนร่วมงานจากสถาบันวิทยาศาสตร์ Weizmann ของอิสราเอล และมหาวิทยาลัยโคโลราโดที่เดนเวอร์ในสหรัฐอเมริกา ศึกษาอิเล็กตรอนในทังสเตนไดเทลลูไรด์ (WTe 2 ) วัสดุนี้เป็นโลหะกึ่งโลหะ Weyl ชนิดทำความสะอาดพิเศษ II ซึ่งเป็นวัสดุประเภททอพอโลยีที่เพิ่งค้นพบเมื่อเร็วๆ นี้ (วัสดุที่สามารถเป็นฉนวนได้ในปริมาณมาก แต่มีการนำสถานะพื้นผิวเนื่องจากลำดับทอพอโลยีที่ป้องกันสมมาตร) WTe 2มีคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่แปลกใหม่เมื่อทำเป็นเกล็ดสองมิติที่มีความหนาเพียงอะตอมเดียว แท้จริงแล้วมันเป็นวัสดุควอนตัมใหม่หลายชนิดที่อิเล็กตรอนมีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรงและทำตัวเป็นคลื่นควอนตัมมากกว่าอนุภาค Levitov อธิบาย บาคาร่าเว็บตรง