La legge di Freeman è un principio astronomico promulgato per la prima volta dall’astronomo australiano Kenneth Freeman nel 1970 che afferma che i dischi di tutte le galassie a spirale producono una luminosità superficiale uniforme. I risultati furono successivamente messi in discussione a metà degli anni ‘1970 in base al tipo di galassie che Freeman stava usando per misurare l’effetto. Poiché scelse le galassie più grandi possibili con un raggio che si adattasse completamente alle lastre di osservazione del Palomar Sky Survey al Palomar Observatory nel sud della California, si ritiene che le sue osservazioni fossero sbilanciate verso l’uniformità. Nonostante questo difetto nelle conclusioni per la legge di Freeman, è stato storicamente significativo come il primo tentativo completo di quantificare sia l’intervallo di luminosità che la distribuzione della luce delle galassie a forma di disco.
L’argomento più comune contro la legge Freeman era che si trattava di un caso di parzialità della selezione. Altri ricercatori astronomici hanno avuto opinioni contrastanti, tuttavia, sin dalla fondazione dell’idea quanto alla sua legittimità e conclusioni. All’inizio degli anni ‘1980, è stato proposto che l’uniformità della luminosità nelle galassie a spirale fosse dovuta all’oscuramento da parte della polvere, che limitava la profondità ottica della luce che poteva raggiungere il Sistema Solare dalle superfici rivolte verso la Terra delle galassie lontane.
L’astronomia osservativa è anche una scienza inesatta in quanto gran parte di ciò che viene registrato o osservato nello spazio viene fatto con apparecchiature di osservazione ampiamente diverse. Il famoso astronomo americano Edwin Hubble mise in guardia su questo causando problemi di classificazione nel 1922. Dichiarò che, a causa della variazione delle capacità del telescopio e della qualità e ispezione delle lastre fotografiche per regioni dello spazio, la classificazione degli oggetti stellari avrebbe dovuto essere continuamente rivista .
Problemi sorgono anche quando si classifica la luminosità delle galassie come la relazione Tully-Fisher. Questo è un principio astronomico derivato da Brent Tully e Richard Fisher nel 1977 affermando che esisteva una relazione diretta tra la velocità di rotazione di una galassia sul proprio asse e la sua luminosità. Si ritiene che le galassie più grandi ruotino più velocemente e la conoscenza della velocità di rotazione di una galassia o del livello di luminosità complessivo potrebbe essere utilizzata per calcolare l’altro parametro.
Sebbene la legge di Freeman continui a essere controversa negli ambienti astronomici, le osservazioni che ha quantificato sembrano essere corrette per quelle che sono considerate normali galassie a spirale. Queste sono galassie a forma di disco con un livello di luminosità atteso per le loro dimensioni e velocità di rotazione. L’eccezione alla legge di Freeman è con le galassie a spirale di bassa luminosità superficiale (LSB). La ricerca sugli LSB è in corso, poiché pongono diversi problemi di analisi complessi, incluso il fatto che la loro luminosità della superficie centrale è in effetti inferiore al livello di luminosità ambientale del cielo notturno che li circonda. Questo rende di per sé il rilevamento di LSB un compito difficile per gli astronomi.