Що таке темна матерія?  - зайвий елемент у Всесвіті

Нова комп'ютерна модель, опублікована Astrophysical Journal, демонструє високу ймовірність того, що галактики формувалися без темної матерії. Ба більше, жодної фізичної необхідності в існуванні ТМ немає, оскільки саме це поняття є частиною наукової догматики і виправдовує технологічну недосконалість загалом астрономічних спостережень.

Саме дослідження базується на принципах модифікованої ньютонівської динаміки, і вже викликало запеклу дискусію в космологічній спільноті

Народження галактик

Згідно з традиційною моделлю, наша історія починається з Великого вибуху близько 13,8 мільярдів років тому. Тоді матерія не була розподілена рівномірно. Деякі "ділянки" космосу були більш щільними, ніж інші.

Галактики, що рухаютьсяГравітація, що виникла в перші миті після "біг-буму", нібито притягала дедалі більше й більше темної матерії, пов'язуючи тим самим "нормальну" матерію в якесь єдине ціле. Саме це "ціле" і отримало назву "всесвіт". З матеріалу, що виник у перші пару-трійку мільйонів років, пізніше виникли зірки і галактики.

Власне кажучи, такі постулати заведено вважати частиною стандартної моделі, яку тією чи іншою мірою поділяє шкільна астрономія. ТМ отримала повну назву "лямбда-холодна темна матерія" і для свого життя додатково зажадала ще й темну енергію, необхідну для пояснення стигмату всесвіту, що постійно розширюється. Дуже зручно: тут і рух зоряних, а то й галактичних скупчень, і обертання галактики.

ТМ просто методологічно необхідна для пояснення змін, які призвели до утворення галактики. Але ось проблема: незважаючи на десятиліття пошуків і великомасштабні експерименти, дослідники не змогли знайти скільки-небудь значущих фізичних доказів темної матерії. Та й як можна виявити те, що інструментально невимірюване?

Догма темної матерії

Павло Крупа, астрофізик із Боннського університету в Німеччині, стверджує, що постулат про темну матерію перетворено на відверту релігійну догму.

За його словами, ефекти, зареєстровані під час спостереження видимих галактик (у рамках "світлового конуса"), можна пояснити без ТМ. Також немає реальних підтверджень ні того, що галактики зливаються одна з одною, ні кореляції між мікрохвильовим фоном і Великим вибухом.

Тому гіпотеза ВВ - лише гіпотеза, причому недоведена за своєю методологічною природою. Останні два десятиліття Крупа розвиває теорію MOND.

Деякі ефекти, які пояснює теорія MOND

Фото: Час Науки
Деякі ефекти, які пояснює теорія MOND

 

Модифікація ньютонівської механіки якраз полягає у перевизначенні базових математичних принципів, які, своєю чергою, перевіряються на комп'ютерних симуляціях. Однак досі комп'ютерне моделювання з використанням MOND не дало змоги створити віртуальні галактики, які мають такий вигляд, як ми бачимо їх сьогодні. За умови, що наше сприйняття ідентичне реальному "фізичному".

"Це, безумовно, важливе дослідження, оскільки MOND часто критикували за нездатність успішно описати формування галактик, як на прикладі моделей, що ґрунтуються на темній матерії", - каже фізик-теоретик Амстердамського університету Ерік Верлінде, який 3 роки тому запропонує свою версію космологічної симуляції.

Проблема з MOND

Зі свого боку астроном Гарвардського університету Аві Леб пояснює: сучасна фізика "нормальної" матерії означає, що вона не може спроєктувати великомасштабні зміни, які астрономи "бачать" на тлі космічного мікрохвильового випромінювання. Таке випромінювання згладжує перешкоди з плином часу. Але оскільки темна матерія нібито не взаємодіє з фіксованим радіофоном, то варіацій на цю тему може бути безліч. Скільки космологів, стільки й думок.

"Основна проблема з MOND полягає в тому, що теорія не пояснює еволюцію Всесвіту, - каже Леб. - Якби були тільки звичайна матерія і CMB без темної матерії (яка за визначенням не поєднується зі світлом), то утворення галактики взагалі б не відбулося".

Що таке теорія Верлінде?Однак, на нашу думку, проблема більш прозаїчна.

По-перше, теорія MOND не є релятивістською, а сумнів в генії Ейнштейна не допустимий для фізики.

Без сумніву, ЗВТ на цей час - найкращий опис гравітації на великих швидкостях і в сильних полях. Так, вона використовується для опису космологічних моделей, які відтворюють спостереження за розширенням Всесвіту, реліктовим випромінюванням, первинними ядерними синтезами та іншими явищами.

Але це не означає, що загальна теорія відносності універсальна.

По-друге, теорія MOND не визначає, звідки береться модифікація сили тяжіння, і як вона впливає на інші фізичні величини. Такі поняття, як енергія, імпульс, заряд, спін тощо залишаються методологічно невизначеними.

Те ж саме можна сказати і про ЗВТ, враховуючи, що “викривлення простору-часу” — це лише математичний фокус, особливості до кінця ненаписаної геометрії Ейнштейна.

Сюди ж додамо відсутність фундаментального принципу: ми не знаємо меж її застосування, особливо в контексті сильних гравітаційних хвиль, чорних дір, квантових ефектів.

По-ретє, теорія MOND не прописує ефект гравітаційного лінзування, який полягає в зміні напрямку і форми світла, що проходить через великі маси.

А це означає провал у спробах вимірити розподіл маси в галактичних скупченнях, хоча... а хто спробував зробити ці розрахунки?

Іншими словами, космологи-традиціоналісти розписуються у своїй нездатності запропонувати притомний концепт еволюції Всесвіту. Без додаткових гіпотетичних сутностей, що залучаються як "стимулятори" галактикоутворення. Зі свого боку, Крупа визнає, що його моделювання все ще потребує значної роботи, перш ніж він зможе представити остаточну версію теорії, а також пояснити формування та еволюцію галактик.

На даний момент симуляційний всесвіт MOND охоплює тільки початкову фазу формування галактики. Команда астрофізиків має намір побудувати модель, що пояснює розвиток галактичних скупчень. Тільки після цього, за словами Павла Крупи, можна говорити про спробу сформувати повноцінну космологічну теорію.

Поділитися:

Написати коментар