Hvorfor vurdere MOND?

Original English version: http://astroweb.case.edu/ssm/mond/burn1.html

Ganske enkelt, fordi dataene krever det.

MOND gir unike spådommer om forholdet mellom massefordeling og kinematikk. Disse spådommene bekreftes med overraskende nøyaktighet i de observerte rotasjonskurver for observerte galakser, et fenomen som er eksepsjonelt godt etablert observasjonsmessig (Sanders & McGaugh 2002). Jeg klarer ikke å se hvordan dette kan være noe mer av en ulykke enn suksessen med ren Newtons tyngdekraft i solsystemet. Hvis mørk materie er riktig, bør dette ikke skje.

Som et spørsmål om vitenskapens filosofi, er et ledende prinsipp som jeg prøver å følge, at hvis en teori gir testbare spådommer, og disse spådommene blir til virkelighet, er vi forpliktet til å gi teorien tilstrekkelig kreditt, selv om vi ikke liker den. Dette har nettopp vært min erfaring med MOND. Jeg kom til emnet en sann troende i mørk materie, men det var MOND som spikret spådommene for LSB-galaksene jeg studerte (McGaugh & de Blok 1998), ikke noen smak av mørk materie-teori. Så hva antar jeg å konkludere med? At teorien som fikk sine spådommer rett, er feil fordi det var min forestilling?

Situasjonen minner om det ved fødselen av Newtons tyngdekraft. Husk Newtons opprinnelige uttalelse om sin universelle lov om gravitasjon:

“Alt skjer… som om kraften mellom to legemer er direkte proporsjonal med massenes produkt og omvendt proporsjonal med kvadratet av avstanden mellom dem.”

Legg merke til den viktige advarselen som Newton gjorde: som om. Det er nøyaktig situasjonen i galakser. Alt skjer som om MOND var den effektive kraftloven. Nå kan det være at mørk materie på en eller annen måte alltid resulterer i den observerte MONDianske fenomenologien. Men det virker fornuftig å i det minste vurdere teorien som fikk det til å begynne med.

Det er faktisk pålagt enhver teori basert på mørk materie å forklare de observerte fenomenene. Det finnes ingen sannsynlig forklaring på MONDiansk atferd basert på konvensjonell kald mørk materie. Det er faktisk bare ett papir i den vitenskapelige litteraturen som gjør et kvasi-legitimt forsøk på å gjøre det (van den Bosch og Dalcanton 2000), og det ser ut til å være noe mer enn den slags radikal finjustering jeg advarte om ville være nødvendig. (McGaugh og de Blok 1998). Selv strenge forsøk på å tolke implikasjonene av den observerte fenomenologien i form av mørk materie (f.eks. Sanders og Begeman 1994; Brada og Milgrom 1999; McGaugh 2004) har rett og slett blitt ignorert. Hele feltet ser ut til å lide av et massivt tilfelle av kognitiv dissonans: fakta beregner ikke, så må avvises.

Et annet veiledende prinsipp jeg prøver å følge som praktiserende forsker, er å ta til orde for en teori før jeg avviser den. Jeg har vært gjennom denne øvelsen mange ganger og prøvd å forene CDM-spådd NFW-glorie med dataene. Jeg har prøvd veldig hardt mange ganger for å berge den. Det kan bare ikke gjøres … i det minste ikke uten å se bort fra betydelige deler av dataene. Når vi først har begått en slik virkelighetsnektelse, er selvfølgelig alt mulig (som at jorden er flat og bare 6000 år gammel). Nå har jeg ofte blitt fristet til å avvise MOND, og ​​kan nevne en rekke årsaker til at vi kan være forpliktet til å gjøre nettopp det. Men det garanterer ikke automatisk at våre ideer om mørk materie er korrekte, og det øker heller ikke byrden ved å forklare den observerte MOND-fenomenologien. Hvis jeg adlyder prinsippet mitt, og jobber så hardt til fordel for MOND som jeg gjør for mørk materie, har jeg konsekvent funnet ut at jeg må jobbe mindre hardt for å berge MOND. De fleste ser ikke ut til å dele denne erfaringen, men jeg mistenker at det har mer å gjøre med deres forestillinger enn noe legitimt vitenskapelig argument: de har rett og slett ikke prøvd å handle på vegne av MOND. Faktisk er antallet misforståelser og myter om teorien som mange respektable forskere fremdeles ser ut til å være sjokkerende. Jeg forstår at det kan være smertefullt og tidkrevende å lære om en teori som er ny for deg, spesielt en du er opplært til å forakte. Imidlertid vil jeg påstå at en objektiv vitenskapelig konklusjon ikke kan nås fra en base av forsettlig uvitenhet.

Det er rikelig med forrang i vitenskapens historie for den nåværende situasjonen. Analogier florerer i verk av Kuhn og Popper. Faktisk var selv gravitasjonens opprinnelse lik.
Newton mottok en viss mengde misbruk for sin tyngdelov. Kjent er kritikken til Leibniz og Huygens:
Hvordan kan det være handling på avstand?
Denne forestillingen virket så dum på den tiden at Leibniz beskrev den som “okkult” og Huygens avviste den som “absurd”. Under dette presset følte Newton seg tilsynelatende forpliktet til å avvise forestillingen som en reell fysisk mulighet, og sa
[Handling på avstand er] “så stor absurditet at jeg tror ingen mennesker som i filosofiske spørsmål har et kompetent tankegang, kan noen gang falle i det”.
Jeg føler meg ofte forpliktet til å komme med analoge uttalelser om MOND bare for å få mine kolleger til å lytte til hva det kan bety om mørk materie, enn si å betrakte MOND som en reell fysisk mulighet.
Et overbevisende fysisk grunnlag for MOND mangler fortsatt. Men så tok det Newton 20 år å innse at det var en god geometrisk grunn for den omvendte firkantede loven, og århundrer for å utvikle vår moderne undestanding av tyngdekraften. Disse tingene virker bare krystallklare med fordelen av etterpåklokskap. Så det vil uten tvil være med MOND, uansett fysikk.