نام پژوهشگر: راحله شجاعی
راحله شجاعی کوروش نوذری
یکی از مسائل مهم کیهانشناختی، تفاوت قابل ملاحظهایست که بین منحنیهای چرخش کهکشانهای مارپیچی بدست آمده از محاسبات و نتایج حاصل از مشاهدات وجود دارد. به دلیل سرعت بسیار زیاد ستارههای بیرونی کهکشانها، سادهترین حدس این است که برای پایداری آنها نیاز به مقدار عظیمی جرم میباشد. زوئیکی برای حل این مشکل موجودیت مادهای نامرئی را پیشنهاد نمود. کیهانشناسان با وارد کردن جرم گمشده به جوابهای نسبتاً درستی در تحلیل مسائل مبهم دست یافتند. آنها این موضوع را پذیرفتند که چنین مادهای وجود داشته و به دلیل نرسیدن نور از آن به ما دیده نمیشود. پس آن را مادهی تاریک نامیدند. اما مادهی تاریک با اینکه جوابهای قانع کنندهای برای ابهامات اثرهای گرانشی اضافی داشت، نمیتوانست بسیاری از مسائل دیگر را درست توجیه کند. به دلیل این مشکلات کیهانشناسان به فکر تغییر در قوانین گرانشی افتادند. یکی از این اصلاحیات، مدل دینامیک تعمیم یافتهی نیوتنی میباشد که توسط میلگرام ارائه شد. در این مدل فرض بر این است که در شتابهای کم، از مرتبهی شتاب مقیاس آنگستروم و کمتر، نیروی گرانش متناسب با توان دوم شتاب است. یکی دیگر از رهیافتها، اصلاح گرانش نسبیتی است که توسط موفات بیان شد. وی توانست به یک قانون شتاب گرانشی اصلاح شده دست یابد که مناسب با منحنی چرخش کهکشانها بدون نیاز به مادهی تاریک بود. در دیدگاهی دیگر عقیده بر این بود که نسبیت عام در مقیاسهای کیهانی نمیتواند جوابگوی برخی سوالات بوده و با توجه به این مطلب که تا به امروز از آزمونهای منظومهی شمسی موفق عبور کرده است، گمان میرفت این نظریه میتواند حالت حدی از یک نظریهی کلیتر باشد. به این ترتیب که به جای کنش اینشتین– هیلبرت یک کنش کلی در نظر بگیریم. در مدل مذکور انحنای اسکالر ریچی، در لاگرانژی به وسیلهی تابع عمومی f(r) تغییر میکند. کاپوزیلو کیهانشناس ایتالیایی، از جمله افرادیست که پژوهشهای موفقی در زمینهی گرانش f(r) داشته است. وی و همکارانش با استفاده از اصلاح معادلات میدان و بررسی روی کهکشانهای گوناگون به جوابهای جالبی برای مسئلهی چرخش کهکشانها دست یافتند. اما اخیراً نوع دیگری از گرانش اصلاح شده با نام گرانش توازی دور، رواج پیدا کرده است. در این دیدگاه فرض بر این است که منیفلد فضا – زمان فاقد انحنا و دارای کمیتی به نام پیچش میباشد. در واقع این نظریه همارز با نظریهی f(r) بوده و میتوان گفت تانسور پیچش به نوعی جایگزین اسکالر ریچی شده است. نظریهی توازی دور بر مبنای کمیتی به نام تتراد پایهگذاری شده است. در این مدل، لاگرانژی برحسب t که اسکالر پیچش نام دارد، نوشته می شود. ما نیز در این رساله با استفاده از معادلات گرانش توازی دور و با در نظر گرفتن حالت خاص متریک متقارن کروی و روابطی که بر مبنای این فرض بدست میآیند، به حل معادلهی عمومی f(t) پرداخته، در نهایت ثابت میکنیم که میتوان از گرانش توازی دور به عنوان ابزاری برای بررسی تخت بودن منحنیهای چرخش کهکشانهای مارپیچی سود برد. همچنین مقایسهای از کار خود با مشاهدات رصدی نیز انجام خواهیم داد و انطباق مناسبی بین منحنی چرخش کهکشان ngc 2998 و مدل مذکور بدست میآوریم.