Авторы нового исследования отрицают темную материю и вместо нее рассказали о своей концепции устройства Вселенной.
«Можно сказать, что гравитации нет. Планеты и звезды перемещаются из-за искажения пространства-времени», — заявил Митио Каку, физик и автор новой работы.
Астрономы из разных научных институтов во главе с ученым из Университета Сент-Эндрюс выяснили, что газ в карликовой галактике вращается очень быстро. Это предсказывали ранние модели, работающие в теории, которая называется Динамика Милгромиана, или модифицированная динамика Ньютона (MOND). Эта теория противоречит идее о существовании темной материи.
Обе — теория MOND и концепция темной материи — отвечают на вопрос, почему галактики устроенны именно так.
Что выяснили авторы новой работы?
Авторы новой работы заявили, что они нашли карликовую галактику с высокой скоростью вращения газа. Такие свойства согласуются с теорией MOND. Но только в том случае, если наклон галактики завысили при ранних расчетах.
Исследователи сосредоточились на том, чтобы проверить, изменяется ли гравитация при низком ускорении и может ли теория MOND заменить концепцию темной материи, которая якобы находится вокруг галактик.
Как теорию MOND похоронили и оживили?
Ранее исследования показали, что в галактике AGC 114905 вращение газа происходит медленно, из-за этого теория MOND не работает.
Основополагающие теории, такие как MOND, нужны для того, чтобы понимать, как устроена Вселенная. Согласно классической теории физики, вращение галактик происходит так быстро, что фактически их должно разорвать на куски.
Теория MOND — это альтернатива для Общей теории относительности. Последнюю придумал Альберт Энштейн, чтобы объяснить, как работает гравитация и почему существует темная материя, которая удерживает галактики вместе.
MOND направлена на то, чтобы объяснить, почему разные объекты во Вселенной имеют разную массу, не используя концепцию темной материи. Ее предложил в начале 1980-х годов израильский астрофизик Мордехай Милгром, теория представляла собой модификацию закона тяготения, дающую более сильное взаимодействие в некоторых областях пространства, таким образом, чтобы объяснялся наблюдаемый вид кривых вращения галактик.
Сторонники MOND считают аргументом в свою пользу то, что до сих пор не удалось найти темную материю, даже спустя десятилетия поисков. Поэтому ученые создали новые альтернативные идеи того, что удерживает галактики вместе. Никакого устоявшегося мнения на этот счет нет до сих пор.
Почему авторы решили вернуть теорию MOND?
На радиоизображении выше галактика AGC 114905, в которой находится нейтральный газообразный водород. На снимке наклон галактики видно по контурам черного эллипса. Если галактика круглая, то ее наклон к оси составляет 32°.
Но авторы новой работы заявили, что это неправильные данные, и изобразили поверх контуры голубого эллипса, которые, по их мнению, отражают реальную ситуацию. В таком случае наклон вращающегося газа небольшой, а значит, работает теория MOND.
Галактики ведь далеко, как можно измерить их вращение и наклон?
Вращение звезд и газа в далеких галактиках невозможно измерить напрямую. Только компонент, расположенный вдоль линии прямой видимости, известен из точных спектроскопических измерений.
Если смотреть на галактику почти в упор, то она будет вращаться в основном в плоскости неба. Это может ввести наблюдателей в заблуждение и заставить их думать, что галактика на самом деле вращается очень медленно, поэтому требуется переоценить наклон между плоскостями диска и неба. Этот наклон оценивался по тому, насколько эллиптической кажется галактика.
В результате галактика может быть гораздо ближе, чем предполагали наблюдатели. А это подтверждает, что галактика вращается намного быстрее и, тем самым, опровергается несостоятельность теории MOND.
Почему теория MOND сработала, а идея с темной материей — нет?
Моделирование продемонстрировало, что галактика может казаться несколько эллиптической даже при наблюдении лицом к лицу. Это происходит потому, что звезды и газ в галактике обладают гравитацией и могут вытягиваться в несколько некруглую форму.
Аналогичный процесс вызывает спиральные рукава в дисковых галактиках, которые настолько распространены, что их часто называют спиральными галактиками.
Павел Круп, сотрудник Боннского университета, считает, что теория MOND была релевантна для проведенных ранее тестов. А вот стандартный подход вызывает очень серьезные нестыковки в физике разных объектов.
Читать далее
Сравните, как сняли затмение Луны НАСА и Роскосмос
«Пятая сила» создает во Вселенной невидимые «стены». Главное о новой теории физиков