Темної матерії не існує? Астрономи помітили аномалію, яка може підтвердити правдивість альтернативної теорії гравітації

Більшість вчених впевнена (і не безпідставно, адже на це вказують численні дослідження), що закон тяжіння Ньютона працює і на галактичних масштабах.

Наприклад, у центрі більшості великих галактик розташовується супермасивна чорна діра, яка буде важчою за будь-який інший об'єкт. Тому чорна діра і розміщується в самому серці галактики, а все галактичне і зіркове життя вирує довкола неї.

Закон Ньютона у 1915 році включив у свою загальну теорію відносності Альберт Айнштайн — і тепер саме це трактування гравітації є загальноприйнятим. Проте теорія відносності не пояснює закони гравітації на величезних масштабах — про першу галактику як систему, що існує поза Чумацьким шляхом вперше розповів Едвін Габбл у 1923 році.

Саме тому вчені постійно «допилювали» нові гіпотези, які дозволяли б пояснити те, що відкривали подальші спостереження за космосом. Одна з концепцій виявилася дуже зручною, адже вона дозволяла пояснити багато незрозумілих речей. Це темна матерія.

Це — одна із найзагадковіших компонент космосу. Скоро буде 100 років, як вчені ганяються за нею, проте і досі нікому не вдалося виявити темну матерію безпосередньо під час спостережень або відтворити під час лабораторних експериментів. Фізики регулярно відкривають нові елементарні частинки, з яких потенційно може складатися темна матерія. Проте подальші дослідження або спростовують це, або просто не можуть довести.

Існує декілька аргументів на користь її існування, головним із яких є та сама гравітація. Через те, що Айнштайн не враховував особливості інших галактик під час своєї роботи, вченим довелося якось «упаковувати» нові знання, щоб вони доповнювали, а не суперечили загальноприйнятим концепціям.

Саме наявністю темної матерії дослідники пояснюють той факт, що зірки та галактики не розлітаються через постійне розширення Всесвіту, а залишаються на своїх місцях, і, хоч і рухаються, але роблять це не хаотично, а в межах зрозумілих нам моделей.

Проте команда європейських вчених під керівництвом астронома з Боннського університету Павела Крупи стверджує, що знайшла доказ того, що темної матерії не існує, а загальноприйняті закони фізики потрібно корегувати. І тут на допомогу приходить MOND.

MOND проти темної матерії

«Більшість вчених повністю відкидають MOND… тому вони навіть не розглядають [цю теорію]», — розповідає Крупа про дослідження своєї команди виданню LiveScience. Сама робота опублікована в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Фізики, які вивчають MOND не стверджують, що ми взагалі неправильно розуміємо природу космосу. Проте ми неправильно визначили закон гравітації: так, ньютонівська інтерпретація передбачає, що чим дальшим буде об'єкт від центру, тим меншою буде його швидкість руху. Це не збігається зі спостереженнями, які показують, що навіть віддалені від центру галактик зірки можуть рухатися швидше, ніж вважається.

Астрономи з команди Крупи спостерігали за п’ятьма розсіяними зоряними скупченнями, які знаходяться у великих галактиках. Серед об'єктів, які цікавили вчених, були Гіади — найближче розсіяне зоряне скупчення, яке знаходиться приблизно на відстані 150 світлових років від Землі. Завдяки тому, що Гіади — це наші космічні сусіди (вони також є частиною галактики Чумацький Шлях), саме про це зоряне скупчення у вчених є найбільше інформації.

Подібні астрономічні об'єкти зазвичай мають т.зв. приливні хвости попереду та позаду них. Це така витягнута область матерії, що складається з галактичного газу та виходить за межі скупчення.

Дослідники помітили, що у Гіадах, а також інших чотирьох скупченнях було багато зірок, які розташовувалися «перед» скупченням і дуже мало «позаду» нього. Це суперечить закону тяжіння Ньютона, згідно з яким з обох сторін має бути приблизно однакова кількість зірок.

Щоб пояснити таке розподілення зірок, потрібно, щоб у Гіадах існувала темна матерія загальною масою у 10 млн Сонць. Проте попередні спостереження за скупченням не показували існування такої кількості темної матерії.

На думку Крупи, це є одним із доказів правильності MOND, адже саме вона пояснює, що бачать астрономи. Проте водночас вчені уточнюють, що розрахунки, які вони використали у статті, є лише приблизними, а тому стверджувати про однозначну правоту їхньої гіпотези доволі важко.

Команда планує отримати більш точні дані щодо положення зірок за допомогою нових космічних телескопів. Це допоможе у майбутньому уточнити структуру Всесвіту та зрозуміти, чи існує темна матерія насправді. Адже останнім часом з’являється все більше робіт, які підтверджують правдивість MOND.