Международная группа ученых, включая кафедру астрономии Университета Кейс Вестерн Резерв, опубликовала исследование, в котором утверждается, что идея, конкурирующая с популярной гипотезой темной материи, более точно предсказывает галактическое явление, которое, по-видимому, противоречит классическим правилам гравитации.
Это важно, говорят астрофизики, потому что это дополнительно подтверждает гипотезу, называемую модифицированной ньютоновской динамикой (MOND), или "модифицированная гравитация" — как жизнеспособное объяснение космологической дилеммы: что галактики, кажется, нарушают давно принятые правила гравитации, которые описал сэр Исаак Ньютон в конце 1600-х годов.
Загадка: на протяжении десятилетий мы измеряли гравитационное притяжение в космосе больше, чем мы думали, что нам следовало бы иметь — что видимой или известной материи недостаточно, чтобы объяснить все это.
Итак, сторонники темной материи предполагают, что большая часть известной Вселенной на самом деле состоит из материала, который не взаимодействует со светом, что делает его невидимым и необнаружимым, но что этот материал составляет большую часть гравитационного притяжения между галактиками. Эта теория преобладала почти 50 лет.
Теория MOND, противоположное объяснение, представленное физиком Мордехаем Мильгромом из Института Вейцмана (Израиль) в начале 1980-х годов, утверждает, что это гравитационное притяжение существует потому, что правила гравитации немного изменены. Вместо того, чтобы приписывать избыточное гравитационное притяжение невидимой, необнаружимой темной материи, MOND предполагает, что гравитация при малых ускорениях сильнее, чем можно было бы предположить с помощью чисто ньютоновского понимания.
Кроме того, MOND сделала смелое предсказание: внутренние движения объекта в космосе должны зависеть не только от массы самого объекта, но и от гравитационного притяжения всех других масс во Вселенной — так называемый "эффект внешнего поля" (EFE). Милгром сказал, что результаты, если они будут надежно подтверждены, будут "дымящимся пистолетом, доказывающим, что галактики управляются модифицированной динамикой, а не подчиняются законам Ньютона и общей теории относительности".
150 галактик спустя
Исследвоатели во главе с Кю-Хён Чэ из Университета Седжон в Южной Корее говорят, что они обнаружили этот EFE в более чем 150 изученных галактиках. Их результаты были недавно опубликованы в The Astrophysical Journal. В команду из шести астрофизиков и астрономов входят ведущий автор Чае и другие участники из Великобритании, Италии и США.
Часть ученых работали в рамках гипотезы о существовании темной материи, поэтому этот результат многих действительно удивил. Изначально они не хотели интерпретировать полученные результаты в пользу MOND. Но теперь уже сложно отрицать тот факт, что полученные результаты явно подтверждают MOND, а не гипотезу темной материи.
Анализ вращающихся галактик
В рамках своего исследования группа проанализировала 153 кривые вращения дисковых галактик. Галактики были выбраны из базы данных Spitzer Photometry and Accurate Rotation Curves (SPARC), созданной другим сотрудником, Федерико Лелли, во время его постдокторских исследований в Case Western Reserve, McGaugh и соавтором Джеймсом Шомбертом из Университета Орегона. Помимо Чэ, Макгоу, Лелли и Шомберта, авторами исследования были Пэнфэй Ли из Case Western Reserve и Гарри Десмонд из Оксфордского университета .
Ученые сказали, что они вывели EFE, наблюдая, что галактики в сильных внешних полях замедляются (или демонстрируют падающие кривые вращения) чаще, чем галактики в более слабых внешних полях — как и предсказывает MOND. Таким образом, не смотря на изначальные цели исследования, которое должно было не оставить сомнений в подлинности доминирующей теории темной материи, удалось поставить её под сомнение. Дальнейшие исследования в данном направлении смогут добавить больше подробностей в это "противостояние".
