¿Por qué la Vía Láctea no colapsa sobre sí misma?

Debido a la inercia y el momento angular de los objetos cósmicos (es decir, estrellas , planetas , etc.), la vía láctea, o cualquier otro sistema estelar capaz de superar una atracción gravitacional sobre un centro (como el sistema solar ), generalmente no colapsará en sí mismo.

Por cualquier motivo que un sistema pierde inercia e impulso (debido a un cambio en la fuerza neta , como una que cambia el curso de acción, la segunda ley de Newton), luego, durante un período de tiempo determinado, los objetos de la ruta que toman alrededor del centro disminuirán en circunferencia

Dependiendo de la atracción gravitacional inducida por el centro, esto puede provocar el colapso del sistema.

La misma razón por la cual el Sistema Solar no colapsa sobre sí mismo. La misma razón por la que la Luna no cae sobre la Tierra.

Inercia.

Aunque los planetas de nuestro sistema están siendo arrastrados hacia el Sol por la gravedad, también se mueven en una determinada dirección, tangente a su trayectoria orbital. Por ejemplo:

Si no fuera por la gravedad de la Tierra, la Luna volaría en línea recta lejos de nosotros.
Si no fuera por la inercia, la Luna caería directamente hacia la Tierra y nos mataría a todos.
Pero dado que estos dos están en efecto, se equilibran entre sí y la Luna orbita alrededor de la Tierra. Idealmente, si estos están perfectamente equilibrados, la Luna se mantendría exactamente a la misma distancia de la Tierra. Pero si su inercia es mayor, eventualmente se alejará lo suficiente y escapará. Si su inercia es menor, se iría acercando cada vez más a la Tierra hasta que impactara, y nos mataría a todos.

Alejar la vista para ver toda la galaxia, y estamos viendo esencialmente la misma relación. La galaxia se mantiene unida por la gravedad, pero separada por la inercia.

Es una gran pregunta

Pero en realidad parece, empíricamente, más bien como si el problema fuera al revés: realmente debería preguntarse ¿por qué es que la Vía Láctea no simplemente se separa?

Si mide los movimientos de rotación adecuados de todas las estrellas y nubes de gas en una galaxia espiral típica, como la gente cree que es la Vía Láctea, lo mejor que puede, y también estima la masa total de la galaxia a partir de la distribución de la luz. y la fracción de polvo contra estrellas lo mejor que pueda, encontrará que las estrellas, el polvo y las nubes de gas giran demasiado rápido alrededor del centro de la galaxia y, por lo tanto, la galaxia debería separarse.

Se ha hecho para un buen número de galaxias espirales ahora y el patrón parece ser claro. Las curvas de rotación tienden a ser planas o cercanas a la región del disco visible de estrellas, en muchas galaxias espirales.

Las elípticas son más complicadas, pero también hay algunos resultados allí, utilizando el teorema virial para estimar cuál debería ser la distribución de velocidad observada de las estrellas si el sistema está unido y las estrellas, el polvo y el gas forman toda la masa. Las velocidades parecen demasiado altas.

Y este proceso puede repetirse en la escala de cúmulos y supercúmulos de galaxias y la conclusión sigue siendo la misma: no hay suficiente materia visible para unir estos sistemas, por lo que debe haber algún tipo de materia oscura.

Fue Zwicky quien, en la década de 1930, hizo este estudio de los cúmulos de galaxias y se dio cuenta de que tenía que haber materia extra allí para unir estos sistemas si de hecho estaban unidos gravitacionalmente.

O bien, podría concluir que la gravitación newtoniana debe estar equivocada en las escalas de longitud de las galaxias.

La mayoría de los expertos consideran que esta idea es poco atractiva, pero no se puede descartar por completo.

La explicación habitual de por qué las galaxias no se separan implica la idea de que hay materia extra allí, materia oscura.

Como está oscuro, se llama de forma bastante natural: materia oscura.

A pesar de muchas búsquedas y muchas ideas sobre lo que podría ser esta materia oscura, hasta el momento nadie ha detectado ninguna materia oscura a través de observaciones de galaxias distantes, y su efecto gravitacional, aunque hay algunos casos en los que la materia oscura posiblemente sido “fotografiado” por medio de lentes gravitacionales.

Es uno de los grandes misterios sobresalientes en cosmología y astrofísica, lo que es exactamente, que mantiene unidas a las galaxias.

Presumiblemente, las galaxias no colapsan, a pesar de la presencia de materia oscura, porque hay suficiente movimiento en sus estrellas constituyentes para evitar el colapso gravitacional, aunque en escalas de tiempo muy largas puede ser posible que tales efectos como la radiación gravitacional entren en vigencia y causen colapso lento

Por la misma razón que la Tierra y todos nuestros planetas no colapsan en el Sol. Todas esas estrellas tienen velocidad orbital, que les impide sumergirse en el cuerpo gravitacional del corazón de la galaxia. Sin embargo, eventualmente todas las estrellas de la galaxia serán tragadas para formar un agujero negro gigante. Se podría decir que la Vía Láctea se está colapsando, solo a cámara lenta, y lo mismo se puede decir de la mayoría de las galaxias en el universo.

La gravedad no es lo suficientemente fuerte. La rotación de las estrellas alrededor del centro de la Vía Láctea evita que la galaxia se colapse sobre sí misma.

Por la misma razón que la luna no cae a la Tierra, o el colapso del sistema solar, la aceleración centrípeta, la conservación del momento angular.