Curva de rotación de galaxias y materia oscura

Estoy leyendo "La perspectiva cósmica esencial" de Jeffrey O. Bennett, Megan O. Donahue, Nicholas Schneider, Mark Voit. En el Capítulo 14 se afirma que una evidencia de la presencia de materia oscura en nuestra galaxia es que la curva de rotación no coincide con la obtenida del cálculo. En el cálculo se utiliza la siguiente fórmula

METRO r = r v 2 GRAMO
donde METRO r es la masa encerrada dentro de un radio r del centro galáctico.

Tengo entendido que la ecuación anterior es el resultado del teorema de la cáscara. Pero sabemos que el teorema de la capa se aplica solo a la distribución de masa esféricamente simétrica, y la mayoría de las galaxias son discos. Entonces, ¿por qué podemos seguir haciendo esto?

¿Puede fundamentar su afirmación (que las curvas de rotación de las galaxias se calculan a partir de lo que usted llama el teorema de la concha)? Para objetos casi esféricos, el error que se comete con esta suposición es muy pequeño (como máximo un pequeño %).
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@Kyson Mi respuesta permanece como está, independientemente de la fuente. El teorema de la capa solo se aplica a distribuciones de masa esféricamente simétricas. Esta es una aproximación para dar la esencia del argumento.
Los autores de ese libro deberían haber mencionado la advertencia de que solo introduce un pequeño error y que en la literatura científica (de la que ese libro no forma parte) no se hacen tales simplificaciones (a menos que los errores introducidos sean mucho menores que en otras fuentes). de error). Si no lo hicieron, entonces este es solo otro ejemplo de mala práctica en la presentación de la ciencia al público.

Respuestas (2)

no podemos Esa es una simplificación excesiva que solo se usa en tratamientos elementales simplemente para proporcionar el sabor del argumento. Si lo ve en algún lugar de la literatura arbitrada, probablemente sea incorrecto. Por supuesto, puede ser cierto que la masa sea casi esféricamente simétrica, especialmente si está dominada por un componente de materia oscura esféricamente simétrica, pero la luz visible no lo es. O puede ser cierto que a grandes distancias, incluso desde una distribución de masa asimétrica, un potencial kepleriano sea una buena aproximación para las órbitas de objetos distantes (p. ej., galaxias satélite de la Vía Láctea). Una curva de rotación de galaxia medida no hace tal suposición, es simplemente una medida de la velocidad de rotación en función del radio. Es solo la interpretación y el modelado lo que necesita para lidiar con la distribución masiva.

La situación real es mucho más compleja. Consulte, por ejemplo , http://ned.ipac.caltech.edu/level5/March01/Battaner/revision.html

Sin embargo, incluso si se supusiera que toda la masa se concentró en una forma similar a un disco, la única forma de obtener curvas de rotación planas es asumir que la masa en el disco no "sigue la luz", que la masa a la relación de luminosidad aumenta enormemente con el radio, lo que esencialmente sigue diciendo que tienes "materia oscura", solo en un disco.

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  1. Su afirmación de que se asume la esfericidad es incorrecta cuando se refiere a pruebas científicas sólidas .
  2. Incluso si se supusiera eso, el error resultante en la velocidad de rotación es pequeño para las galaxias esferoidales y más pequeño para las galaxias planas, siempre que estén concentradas centralmente (que es su distribución estelar).

Los científicos son, por supuesto, muy conscientes de los errores que emanan de esta (y otras) suposiciones (en particular si la situación es tan simple como aquí) y se tiene cuidado (si no por cada científico individual, ciertamente por el consenso alcanzado por la comunidad científica) que estos errores no tienen nada que ver con las conclusiones científicas. Su cita de un libro de texto de nivel universitario no prueba nada a este respecto.

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Curva de rotación de galaxias y materia oscura
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