Cluster de balas como argumento contra a matéria escura

Era uma vez, dois aglomerados galácticos colidiram na parte de trás do universo. A colisão deles destruiu as galáxias e deixou para trás dois montes alterados de estrelas e gás se dispersando, cujo destino era desconhecido.



Quatro bilhões de anos depois, um curioso grupo de formas de vida humanóides à base de água está tentando descobrir a colisão de galáxias. Eles direcionam seus telescópios para os restos de aglomerados e ficam surpresos com sua forma estranha. Eles os chamam de Bullet Cluster.

Três clusters de tipos de dados podem ser vistos na imagem do cluster. Em primeiro lugar, estrelas e galáxias no modo óptico. Em segundo lugar, as regiões destacadas em vermelho mostram a distribuição de gás quente obtido a partir de medições de raios-x. Em terceiro lugar, regiões azuis mostrando a curvatura do espaço-tempo, obtida a partir de lentes gravitacionais, distorcendo a forma das galáxias localizadas atrás do aglomerado.

O aglomerado de balas desempenha um papel importante na compreensão do universo pelos humanóides. A geração anterior já descobriu que a explicação da atração gravitacional da matéria não corresponde a observações. As estrelas exteriores de muitas galáxias se moviam mais rápido que o necessário, o que significava que a atração gravitacional era mais forte do que suas teorias diziam. Galáxias em aglomerados também se moviam muito rápido. Os humanóides concluíram que sua teoria, segundo a qual a gravidade foi a causa da curvatura do espaço-tempo, precisa ser alterada.

Alguns deles alegaram que ainda entendiam a gravidade corretamente. Eles acreditavam que existe um tipo adicional de "matéria escura" invisível que interage tão fracamente que não tem consequências, exceto por uma atração gravitacional adicional. Eles até tentaram, sem sucesso, capturar partículas ilusórias. Experimento após experimento não produziu nada. Décadas se passaram. E, no entanto, alegaram que as partículas de matéria escura simplesmente interagem ainda mais fracas. Eles construíram experimentos cada vez maiores para capturá-los.

A matéria escura era uma invenção conveniente. Ele pode se espalhar nas quantidades corretas sempre que necessário e, assim, justificar todos os dados sobre galáxias e seus aglomerados. Mas, embora a matéria escura corresponda bem aos dados, elanão explicou por que a modificação da atração gravitacional se mostra tão sistemática . Por outro lado, era difícil trabalhar com modificações da gravidade, especialmente com a dinâmica do Universo primitivo, que era muito mais fácil de explicar com a ajuda de partículas de matéria escura.

Para movimentar a ciência, cientistas curiosos precisavam separar duas hipóteses: gravidade alterada ou partículas de matéria escura? Eles precisavam de uma observação que eliminasse uma de duas idéias, evidências irrefutáveis ​​- o grupo Bullet.

A teoria das partículas de matéria escura foi apelidada de “modelo consistente” (assim como ΛCDM) Ela dependia muito de simulações de computador otimizadas para combinar com as estruturas observadas do universo. A partir deles, os cientistas poderiam deduzir a frequência com que os aglomerados galácticos devem colidir e a velocidade relativa típica com a qual eles devem colidir.

A partir de observações de raios X, ficou claro que a velocidade de colisão de galáxias no aglomerado de balas era de aproximadamente 3000 km / s . Mas essas velocidades altas quase nunca ocorreram em simulações de computador baseadas em partículas de matéria escura. Os cientistas estimaram a probabilidade de uma colisão que ocorreu na área do cluster em uma chance em 10 bilhões e concluíram: a colisão que estamos observando é incompatível com o modelo acordado . Foi assim que o cluster Bullet se tornouforte evidência de gravidade alterada .

No entanto, depois de alguns anos, alguns humanóides engenhosos otimizaram simulações de computador que descreviam a matéria escura e receberam uma previsão mais otimista da probabilidade de encontrar algo como o cluster Bullet,$$$4,6 \times 10^{-4}$$$$6,4 \times 10^{-6}$





Por que tão raramente estamos lendo sobre as dificuldades apresentadas pelo aglomerado para matéria escura? Porque a mídia de não ficção não gosta de coisas mais complicadas do que uma simples explicação com a nota "consenso científico". Não é óbvio que a matéria visível é separada do centro por atração gravitacional?

Mas a mudança na gravidade é realizada inserindo campos adicionais que são pareados com a gravidade. Não há razão para que, em um sistema dinâmico, esses campos devam ser focados onde a matéria normal está presente. Seria de esperar que a gravidade alterada também fosse não-econômica , o que levaria à deslocalização observada nesta e em outras colisões.

O teste real de gravidade alterada não será o aglomerado de balas, mas a descrição correta do Universo primitivo, uma explicação da abundância de partículas e flutuações de temperatura no CMB. O Bullet Cluster é apenas uma diversão usada na mídia. Esta é uma explicação simples. Mas explicações simples estão quase sempre erradas.

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