Стейси Макгоу, профессор Case Western Reserve University в Кливленде, в соавторстве с другими учеными обнародовала результаты исследования, которые подтверждают альтернативную теорию гравитации.
На протяжении последних 50 лет темная материя была основной гипотезой в космологии и астрономии. Ее сторонники считают, что большая часть известной нам Вселенной состоит из материи, которая не участвует в электромагнитном взаимодействии и не взаимодействует со светом, что делает ее невидимой и неопределимой. Считается, что она составляет около четверти массы-энергии Вселенной и проявляется только в гравитационном взаимодействии.
Присутствием такой материи объясняли притяжение между галактиками. Однако исследователи десятилетиями фиксировали гравитационное притяжение в космосе, которое было сильнее, чем ожидалось. Но объяснить это притяжение ученые не могли.
По словам астрофизиков, они обнаружили галактический феномен, который, по всей видимости, опровергает устоявшиеся законы гравитации. Это открытие служит еще одним подтверждением Модифицированной ньютоновской динамики (MOND) — альтернативной теории, которая объясняет вращение галактик без взаимодействия с темной материей.
Когда в прошлом веке исследователи обнаружили постоянную скорость вращения внешних частей галактик, это стало неожиданностью. По теории Ньютона, чем дальше объект удаляется от центра, тем ниже скорость. А скорость планет Солнечной системы уменьшается по мере увеличения расстояния от Солнца.
Теория MOND
Как уже было сказано, теория MOND — альтернативное объяснение гравитации, которое в начале 1980-х предложил израильский физик Мордехай Милгром, сотрудник Института Вайсмана. По мнению Милгрома, подтверждения ньютоновской силе гравитации имеются только для относительно больших ускорений. Для объяснения малых ускорений классической теории тяготения Ньютона может быть и не достаточно.
Вместо того, чтобы относить чрезмерное гравитационное притяжение на счет некой темной материи, MOND объясняет, что гравитация на малых ускорениях сильнее, чем это предполагают устоявшиеся законы гравитации Ньютона.
Более того, сторонники MOND выдвигают смелое предположение: внутренние движения какого-либо объекта в космическом пространстве должны не только зависеть от массы объекта, но также и от гравитации всех остальных масс во Вселенной — явление, получившее название эффекта внешнего поля (EFE).
Милгром утверждает: это открытие может служить доказательством того, что галактики работают по принципу модифицированной динамики, а не подчиняются законам всемирного тяготения Ньютона и общей относительности.
Эффект внешнего поля заметили в 150 галактиках
Астроном Стейси Макгоу вместе с коллегами отмечает, что обнаружен эффект внешнего поля в 150 изучавшихся галактиках.
«EFE — это уникальная сигнатура MOND, которая не обнаруживается в гравитации Ньютона и Эйнштейна, — объясняет Макгоу. — Этот эффект — настоящая загадка».
В исследовании участвовала команда астрофизиков и астрономов из Южной Кореи, Великобритании, Италии и США.
«Мы исходили из предположения, что темная материя существует, но результат по-настоящему удивил, — объясняет южнокорейский ученый Кю Хен Че. — Изначально я не был склонен интерпретировать наши результаты в поддержку теории MOND. Но сейчас не могу отрицать того, что текущие результаты говорят в пользу MOND, а не темной материи».
Вращающиеся галактики
Ученые проанализировали кривые вращения галактик. Эффект EFE они заметили потому, что галактики в сильных внешних полях замедлялись больше, чем галактики в слабых внешних полях. Как и прогнозирует модифицированная ньютоновская динамика.
Федерико Лелли, один из участников исследования, вспоминает, что поначалу результаты казались ему сомнительными, поскольку ожидалось, что эффект внешнего поля на кривых вращения галактик будет мало заметен:
«На протяжении месяцев мы проводили всевозможные проверки. В конечном итоге стало ясно, что у нас действительно есть весомое подтверждение».
По словам Макгоу, она понимает, почему так много ученых неохотно рассматривают MOND в качестве возможной альтернативы, ведь во всем сомневаться — главный принцип научных исследований.
«Я, как и другие, придерживалась теории темной материи. Не хочется осознавать, что мы могли настолько ошибаться. Но Милгром предсказал это еще более 30 лет назад, когда предложил свое объяснение. Ни одна другая теория не объясняет точнее то, что мы обнаружили».
