Темной материи не существует: что мы принимаем за нее на самом деле
Наман Кумар из Индийского технологического института выдвинул гипотезу, которая ставит под сомнение существование темной материи. По его расчетам, аномальное вращение галактик можно объяснить не присутствием невидимых частиц, а особенностями работы самой гравитации на огромных расстояниях.
В современной космологии принято считать, что темная материя необходима для существования Вселенной в том виде, в котором мы ее знаем. Обычное вещество, из которого состоят звезды, планеты и живые организмы, составляет меньшую часть массы космоса. Наблюдения показывают, что галактики вращаются слишком быстро.
Темная материя ускоряет вращение Земли и других планет
Если бы их удерживала только гравитация видимых звезд и газа, они бы давно разлетелись на части. Чтобы объяснить это несоответствие, физики ввели понятие скрытой массы или темной материи. Она не взаимодействует со светом, то есть электромагнитным излучением, поэтому мы ее не видим. Однако она создает дополнительное притяжение.
Ученые десятилетиями пытаются обнаружить частицы темной материи, но эксперименты пока не дали результатов. Наман Кумар предложил альтернативный подход. Он рассмотрел гравитацию через призму квантовой теории поля и предположил, что на очень больших масштабах сила притяжения работает иначе, чем мы привыкли считать.
В классической физике действует закон обратных квадратов. Это значит, что если увеличить расстояние от источника гравитации в два раза, сила притяжения уменьшится в четыре раза. Если в три — то в девять.
Кумар обнаружил, что на галактических расстояниях гравитационный потенциал может меняться. Сила начинает спадать медленнее — пропорционально расстоянию, а не его квадрату. Такое изменение создает эффект дальнодействия. Оно позволяет галактикам удерживать звезды на высоких скоростях без помощи невидимых гало темной материи.
Автор исследования утверждает, что его модель согласуется и с данными о ранней Вселенной. Во времена формирования первых космических структур отклонения от стандартных законов гравитации были бы слишком малы, чтобы нарушить существующие космологические измерения. Эффект накапливается постепенно и становится заметным только в современную эпоху и на гигантских масштабах.
Теперь физику предстоит проверить свою теорию на эффекте гравитационного линзирования. Так называют явление, когда массивные объекты искривляют путь света, идущего от далеких источников. Сейчас астрономы видят, что свет искривляется сильнее, чем позволяет масса видимого вещества, и приписывают это влияние темной материи. Кумару предстоит выяснить, сможет ли его модель объяснить эти наблюдения.
Новая гипотеза не заменяет стандартную космологическую модель. Однако она показывает, что гравитация может обладать скрытой сложностью, которую физики упускали из виду при изучении космоса.
Это не первое исследование, в котором ставят под сомнение существование невидимого вещества. Ранее свои гипотезы выдвинули ученый из Канады и американский астрофизик.
На обложке Галактика Треугольника с и без гало темной материи. Источник изображения: ESO/S. Brunier
Самое популярное
