Главная Астрономия Альтернативы темной материи: новая версия MOND поясняет вращение галактик

Альтернативы темной материи: теория MOND и ее модификации

Новая альтернативная теория гравитации может объяснить феномен космического микроволнового фона. Модифицированная ньютоновская динамика грозится стать серьезным конкурентом нашему восприятию темной материи.

Темная материя вращает галактики?

Новая модель MOND, названная relMOND, была разработана Константиносом Скордисом, работающим в Чешской академии наук в Праге. Основные ее положения были недавно опубликованы в журнале Physics Journal physical review messages.

Главное преимущество новой модели заключается в том, что она позволяет измерять закономерности в космическом микроволновом фоне. Это излучение - своего рода следы Большого взрыва, разбросанные по всей Вселенной. Небольшие различия в температуре излучения указывают на историю распределения материи в пространстве.

До сих пор MOND не могла объяснить эти закономерности. В результате она не воспринималась многими учеными, хотя и считалась перспективной. Ситуация изменилась, но и есть базовые возражения.

Альтернативы

Константинос СкордисПо мнению космологов, большая часть материи во Вселенной состоит из невидимых частиц, которые отличаются от известных нам. Предполагается, что быстрое вращение галактик указывает на существование в этих звездных системах.

Однако даже с помощью самого мощного оборудования «темные» частицы не обнаружены. ТМ вроде как работает вне зависимости от самых мощных ускорителей и остается невидимой для астрономических наблюдений.

Поэтому некоторые физики считают, что темной материи вообще не существует. Согласно их логике, эффекты, которые мы наблюдаем, на самом деле вызваны непониманием физической природы гравитации. Мы должны лишь адаптировать теорию гравитации, а не создавать новую форму материи.

Дисковые системы

Наиболее распространенной альтернативой темной материи является MOND, которая наделала немало академического шума в 1980-х годах. Немного математических манипуляций — и на стол кладется объяснение вращения дискообразных галактик. Без привлечения гипотетических сущностей.

Однако с тех пор теория MOND не получила полного распространения. За исключением дисковых галактик, теория применима к очень немногим явлениям. В этом и заключается сложность разработки альтернативной теории гравитации: как с ее помощью описать каждое явление во Вселенной?

Но и стандартная модель работоспособна (за несколькими исключениями) только при условии существования темной материи и темной энергии.

Феномен гравитационного линзирования

Помимо прочего, MOND не объясняла феномен гравитационного линзирования, при котором свет отклоняется под действием галактического притяжения.

Все изменилось в начале этого века с разработкой так называемых релятивистских моделей MOND. Но даже с их помощью этих нельзя воспроизвести всю картину в космическом микроволновом фоне.

В то же время по теории MOND был нанесен удар, когда в 2017 году обнаружили гравитационные волны. Столкновение двух нейтронных звезд было измерено.

"Одна из релятивистских моделей MOND предсказывала, что гравитационные волны будут двигаться немного медленнее скорости света, - объясняет Марго Брюэр, до недавнего времени астроном из Гронингенского университета университета. - Но эти измерения показали, что гравитационные волны и свет от столкновения были равны по скорости с точностью до пятнадцати знаков после запятой".

Два поля

«Чешская альтернатива» relMOND решает обе проблемы одним махом. Модель Скордиса и Злосника предполагает наличие двух дополнительных полей. Одно из них похоже на поле Хиггса, которое проходит через всю Вселенную и придает частицам массу. Другое поле - разновидность магнитного поля. Так возникает дополнительная форма притяжения.

Таким образом, новая модель поясняет быстрое вращение галактик, наличие гравитационных линз, скорость гравитационных волн и закономерности, связанные с космическим микроволновым фоновом.

Фантастический результат, говорит физик-теоретик Хенд Визор из Женевского университета. Удивительно, что существует теория относительности, подобная теории MOND, которая работает как в масштабе галактик, так и в космологических масштабах.