Los planetas orbitan alrededor de las estrellas, los satélites orbitan alrededor de los planetas, incluso las estrellas orbitan entre sí. Así que la pregunta es: ¿Por qué las galaxias no orbitan entre sí en general, ya que rara vez se observa? ¿Se considera que la "energía oscura" es la responsable de este fenómeno?
Hay muchos galaxias satélite orbitando galaxias más grandes. La cuestión es cuánto tiempo estás dispuesto a esperar por una órbita.
La Vía Láctea tiene una masa $M$ de algo como $6\times10^{11}$ masas solares, o $10^{42}\ \mathrm{kg}$ . El pequeño Nube de Magallanes está a una distancia $R$ de $2\times10^5$ años luz, o $2\times10^{21}\ \mathrm{m}$ . Una masa de prueba que orbita alrededor de una masa $M$ en una separación $R$ tendrá un periodo de $$ P = 2\pi \sqrt{\frac{R^3}{GM}} = \text{2 billion years}. $$ Un sistema de este tipo podría sufrir como máximo $7$ órbitas en toda la historia del universo. El universo no es lo suficientemente antiguo como para galaxia mayor más cercana para haber completado una sola órbita alrededor de nosotros en su separación actual.
Incluso si esperas lo suficiente, las galaxias no son particularmente buenas para mantener su forma. Si las pones en una situación en la que la gravedad es lo suficientemente fuerte como para doblar su trayectoria en una órbita cerrada, lo más probable es que también sean desgarradas tidalmente por esa misma gravedad. Y esto lo vemos todo el tiempo, como por ejemplo con las Galaxias Ratón:
Lo hacen. Hay toda una clase de galaxia, llamada "galaxia satélite que se define enteramente en base a que orbitan alrededor de una galaxia mayor (que se llamaría "galaxia central"). Se sabe que nuestra propia Vía Láctea tiene muchas galaxias satélite en órbita o al menos "galaxias enanas . Por si las galaxias enanas no fueran suficientes, la propia Vía Láctea está ligada gravitatoriamente al galaxia de andrómeda y están efectivamente orbitando entre sí. Sin embargo, debido a las tremendas escalas de tamaño, el período orbital es de miles de millones de años, en muchos casos mucho más largo que la edad del universo, de modo que un par como el "grupo local" de la Vía Láctea y la Andrómeda no ha completado ni una sola órbita en la historia del universo. Por eso, definitivamente nunca podremos (ni siquiera esperamos) ver las galaxias orbitando en tiempo real.
¿Podemos aplicar las leyes de Newton a las galaxias? " se observó que las velocidades de las estrellas en las galaxias eran mayores de lo esperado según la mecánica newtoniana. " Fuente
@Energizer777 sí, absolutamente. El problema que motivó MOND ha sido resuelto por Materia oscura que, a escala galáctica, está bien descrita por la gravedad newtoniana.
La materia oscura no ha sido observada experimentalmente y el modelo MOND es mucho más joven que la teoría de la materia oscura.
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Relacionado: physics.stackexchange.com/q/129429 .
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Se han borrado varios comentarios. Una discusión matizada sobre los detalles del movimiento orbital y lo que se entiende por baricentro podría haber aportado algo a esta cuestión, pero no era eso lo que había aquí.
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Noticias interesantes : mnras.oxfordjournals.org/content/early/2016/04/13/