La loi de Freeman est un principe astronomique promulgué pour la première fois par l’astronome australien Kenneth Freeman en 1970 qui stipule que les disques de toutes les galaxies spirales produisent une luminosité de surface uniforme. Les résultats ont ensuite été remis en question au milieu des années 1970 sur la base du type de galaxies que Freeman utilisait pour mesurer l’effet. Parce qu’il a choisi les plus grandes galaxies possibles avec un rayon qui s’adapterait complètement aux plaques d’observation du Palomar Sky Survey à l’observatoire Palomar en Californie du Sud, on pense que ses observations étaient biaisées vers l’uniformité. Malgré cette faille dans les conclusions de la loi de Freeman, elle était historiquement importante en tant que première tentative complète de quantifier à la fois la plage de luminosité et la distribution de la lumière des galaxies en forme de disque.
L’argument le plus courant contre la loi Freeman était qu’il s’agissait d’un cas de biais de sélection. D’autres chercheurs en astronomie ont eu des points de vue contradictoires, cependant, depuis la fondation de l’idée quant à sa légitimité et ses conclusions. Au début des années 1980, il a été suggéré que l’uniformité de la luminosité dans les galaxies spirales était due à l’obscurcissement par la poussière, qui limitait la profondeur optique de la lumière pouvant atteindre le système solaire à partir des surfaces faisant face à la Terre des galaxies lointaines.
L’astronomie d’observation est également une science inexacte dans la mesure où une grande partie de ce qui est enregistré ou observé dans l’espace le fait avec des équipements d’observation très variés. Le célèbre astronome américain Edwin Hubble a mis en garde contre ce problème de classification en 1922. Il a déclaré qu’en raison de la variation des capacités des télescopes et de la qualité et de l’inspection des plaques photographiques pour les régions de l’espace, la classification des objets stellaires devrait être continuellement révisée. .
Des problèmes se posent également lors de la classification de la luminosité des galaxies telles que la relation de Tully-Fisher. Il s’agit d’un principe astronomique dérivé par Brent Tully et Richard Fisher en 1977 indiquant qu’il existait une relation directe entre la vitesse de rotation d’une galaxie sur son propre axe et sa luminosité. On pense que les plus grandes galaxies tournent plus rapidement, et connaître le taux de rotation d’une galaxie ou le niveau de luminosité global pourrait être utilisé pour calculer l’autre paramètre.
Bien que la loi de Freeman continue d’être controversée dans les cercles astronomiques, les observations qu’elle a quantifiées semblent être correctes pour ce qui est considéré comme des galaxies spirales normales. Ce sont des galaxies en forme de disque avec un niveau de luminosité attendu pour leur taille et leur vitesse de rotation. L’exception à la loi de Freeman concerne les galaxies spirales à faible luminosité de surface (LSB). La recherche sur les LSB est en cours, car ils posent plusieurs problèmes d’analyse complexes, notamment le fait que leur luminosité de surface centrale est en fait inférieure au niveau de luminosité ambiante du ciel nocturne qui les entoure. Cela rend la simple détection des LSB une tâche difficile pour les astronomes en soi.