Международная группа ученых, в том числе заведующая кафедрой астрономии Университета Кейс Вестерн Резерв Стейси Макго, опубликовала исследование, в котором утверждается, что конкурирующая с популярной гипотезой темной материи идея более точно предсказывает галактическое явление, которое, по-видимому, бросает вызов классическим правилам гравитации.

Это важно, говорят астрофизики, потому что это дополнительно устанавливает гипотезу, называемую модифицированной ньютоновской динамикой (MOND), или "модифицированной гравитацией", как жизнеспособное объяснение космологической дилеммы: галактики, по—видимому, нарушают давно принятые правила гравитации, прослеженные до сэра Исаака Ньютона в конце 1600—х годов.

Загадка: в течение десятилетий мы измеряли больше гравитационного притяжения в космосе, чем, по нашему мнению, должны были—что нет достаточного количества видимой или известной материи, чтобы объяснить все это.

Таким образом, сторонники темной материи теоретизируют, что большая часть известной вселенной на самом деле состоит из материала, который не взаимодействует со светом, делая его невидимым и необнаружимым, но что этот материал объясняет большую часть гравитационного притяжения между галактиками. Эта теория господствует уже почти 50 лет.

Теория монда, встречное объяснение, введенное физиком Мордехаем Милгромом из Института Вейцмана (Израиль) в начале 1980-х годов, говорит, что это гравитационное притяжение существует потому, что правила гравитации слегка изменены.

Вместо того чтобы приписывать избыточное гравитационное притяжение невидимой, необнаружимой темной материи, Монд предполагает, что гравитация при малых ускорениях сильнее, чем можно было бы предсказать чисто Ньютоновским пониманием.

Кроме того, Монд сделал 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, станут "дымящимся пистолетом, доказывающим, что галактики управляются модифицированной динамикой, а не подчиняются законам Ньютона и общей теории относительности."

150 галактик протестированы на EFE

Макго и его коллеги во главе с Кю-Хен 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 журнале Astrophysical Journal.

"Эффект внешнего поля-это уникальная сигнатура монда, которая не встречается в гравитации Ньютона-Эйнштейна", - сказал Макго. - В общепринятой теории это не имеет аналогии с темной материей. Обнаружение этого эффекта-настоящий скребок по голове."

Команда из шести астрофизиков и астрономов включает ведущего автора Чэ и других авторов из Великобритании, Италии и Соединенных Штатов.

"Я работал в рамках гипотезы о существовании темной материи, поэтому этот результат действительно удивил меня", - сказал Чэ. - Поначалу я неохотно интерпретировал наши собственные результаты в пользу монда. Но теперь я не могу отрицать тот факт, что результаты в их нынешнем виде явно поддерживают Монд, 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 штата Орегон.

Помимо Чэ, Макго, 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 уменьшающиеся кривые вращения) чаще, чем галактики в более слабых внешних полях—как предсказал один только MOND.

Лелли сказал, что сначала он скептически отнесся к результатам, "потому что влияние внешнего поля на кривые вращения, как ожидается, будет очень незначительным. Мы потратили месяцы, проверяя различные систематики. В конце концов стало ясно, что у нас есть настоящее, надежное обнаружение."

Макго сказал, что скептицизм является частью научного процесса и понимает нежелание многих ученых рассматривать Монд как возможность.

-Я пришел из того же места, что и те, в сообществе темной материи, - сказал он. - Больно думать, что мы можем так ошибаться. Но Милгром предсказал это более 30 лет назад с помощью MOND. Никакая другая теория не предвосхищала наблюдаемого поведения."

ИСТОЧНИК