Группа ученых считает, что наличие у галактик перемычек указывает на неправоту традиционной космологической модели и стандартной теории гравитации. Несмотря на корректность части этой критики, предлагаемая модификация физических теорий тоже вызывает вопросы.
Вопрос о том, что именно меняет поведение краев галактических дисков стоит в центре современной космологии и физики / ©Wikimedia Commons
Новая работа в Symmetry сосредотачивает внимание на том, что наблюдаемые типичные галактические структуры, кажется, несовместимы с наличием темной материи в галактиках. Как полагают в связи с этим авторы исследования, ее там и нет, а наблюдаемые странности во вращении галактических дисков указывают на то, что мы неправильно понимаем природу гравитации. Статья с новой стороны подходит к показу некорректности стандартной космологической модели, предлагая вместо нее разновидность МОНД — гипотезы модифицированной ньютоновской динамики, согласно которой закон всемирного тяготения просто не работает для малых ускорений.
Около полувека назад астрономы получили надежные наблюдательные данные о том, что диски галактики — и нашей тоже — ведут себя ненормально. В Солнечной системе чем дальше планета от светила, тем медленнее она следует по траектории вокруг него. Судя по известным данным об экзопланетах, так же дело обстоит в других планетных системах. А вот в галактиках вместо этого скорость вращения звезд в краях галактических дисков (относительно галактических центров) примерно та же, что у самого ядра. Из этого был сделан вывод, что есть какие-то невидимые — во всех диапазонах — объекты, окружающие галактики, которые своим тяготением раскручивают края этих дисков.
Наличие подобной «темной материи» упрощало и понимание результатов наблюдений за неоднородностью Вселенной. Данные гравитационного линзирования тоже указывали на то, что многие галактики имеют массу выше той, и это следует из наблюдений за ними в оптическом или любом другом диапазоне.
Такая гипотеза «темной материи» была логичной, но требовала объяснения, что же это такое. Десятки лет физики предполагали, что это некие экзотические частицы-вимпы, имеющие массу, но не взаимодействующие с фотонами всех видов излучения. Проблемой оказалось то, что подобные частицы ни в каких экспериментах не обнаруживались.
В 1983 году предложили иной подход к решению проблемы — MOND, модифицированная ньютоновская динамика. Согласно ей, на краях галактических дисков, где действие гравитации материи из ядра галактики ослабевает (в силу огромных удалений от него), закон всемирного тяготения изменяется — причем так, что объекты в таких зонах могут двигаться вокруг центра галактик намного быстрее, чем позволяет стандартное представление о гравитации. Проблемой MOND, однако, было то, что она плохо объясняла динамику в скоплениях и сверхскоплениях галактик. Там больше было похоже на то, что все же есть некая невидимая масса — иначе объяснить движения крупных скоплений галактик было сложно.
Авторы новой работы предложили что-то вроде гибридного подхода с сильным перевесом в сторону MOND. По их мнению, логично предположить, что легкое стерильное нейтрино имеет массу. Стерильным называют такую гипотетическую разновидность нейтрино, которое не просто очень слабо взаимодействует с веществом, как нейтрино обычное, а вообще с ним не взаимодействует, кроме как гравитационно. На сегодня показано, что если такие частицы и есть, то их масса ниже сотен электронвольт. Следовательно, они не могут дать Вселенной столько массы, чтобы «закрыть» всю потребность в темной материи.
Исследователи попытались объяснить «немондовскую» динамику в скоплениях галактик за счет того, что стерильные нейтрино все же есть, просто их масса мала — ниже сотен электронвольт — и влияет на положение дел лишь на больших масштабах, например в скоплениях. А вот на масштабах галактик все хорошо предсказывает и MOND.
Ученые делают вывод, что их вариант имеет больше предсказательной силы, чем стандартная космологическая модель. Последняя указывает, что динамика краев дисков в разных галактиках может быть разной, поскольку эволюция той или иной галактики способна различаться. В итоге и количество темной материи в одной может быть меньше, чем в другой (NS писал о таких случаях здесь).
С точки зрения авторов новой работы, то, что MOND не нуждается в учете эволюции каждой галактики, говорит о ее «большей предсказательной силе». При этом для случаев, когда MOND не объясняет скорость движения краев галактик («галактики без темной материи», в рамках стандартной космологической теории), исследователи предполагают некую «недостаточность данных».
Работа интересна тем, что поднимает действительно острые проблемы. Например, ее авторы правы, когда отмечают: спиральные галактики с перемычкой указывают на то, что в самих галактических дисках темной материи практически нет. Перемычкой («баром») в спиральной галактике называют область из ярких звезд, выходящую из галактического центра и пересекающей галактику посередине. Она есть у двух третей спиральных галактик, включая наш Млечный Путь.
Перемычки вращаются, и если бы галактики были обладателями большого количества темной материи, она замедляла их со временем. Однако у большинства спиральных галактик с перемычками замедления не происходит. Это достаточно серьезный аргумент в пользу того, что в самой галактике темной материи нет.
Следует отметить, что ряд исследователей предлагают другие пути решения проблемы темной материи — без модификации закона всемирного тяготения. Например, Николай Горькавый, опираясь на данные LIGO, указывает на наличие во Вселенной большого числа черных дыр средних масс. Он отмечает, что шаровые скопления из таких объектов могут играть роль темной материи, не требуя ни модификации гравитационных законов, ни введения неких экзотических и никакими способами не регистрируемых элементарных частиц типа вимпов или стерильных нейтрино.
Комментарии
В фразе "что есть какие-то невидимые — НИ В КАКОМ ДИАПАЗОНЕ — объекты" видимо ошибка, надо было написать "что есть какие-то невидимые — ВО ВСЕХ ДИАПАЗОНАХ — объекты"А в остальном весьма интересно, спасибо автору!
Горячие головы призвали «закрыть» темную материю».
Бред. Из чего состоят атомы?
Выравнивание плотности темной энергии привело к тому, что материя, окружённая темной материей, взаимодействующей с тёмной энергией, возвращается, с ускорением, в исходную зону большого взрыва, с пониженной плотностью тёмной энергии. Так как материя впитывает темную энергию и темную материю, то естественно появление зон, в внутри галактик, с крайне низкой плотностью темной энергии и темной материи.
Тебе же написали, что в таком случае перемычки двигались бы медленнее, ведь они меньше "впитывают"
ASY-Lviv. Фотонная гравитация решает все космологические вопросы, в том числе и происхождение любого вида массы. Выдумки стерильных частиц говорит о оголённости мышления и гипертрофированной истории понимания Природы. 12.07.22 г.
А почему бар должен тормозиться о тёмную материю?
Не "об", а ею, ее тяготением. Структура же крупная. Чем крупнее, тем большее ее взаимодействие с гравитацией темной материи -- если бы она существовала.
Опять надо оригинал читать. Плотность тёмной материи низкая. Притяжение небольшой центральной части так мало, что не оказывает влияния на скорость звёзд. Так что тормозить бар ТМ не должна, если использовать именно эту логику
Дело не в притяжении ТМ в центральной части галактики (где ее вообще нет, скорее всего). Дело в притяжении ТМ из галактического гало. ТМ там не вращается. Значит, она должна нарушать стабильность бара при его быстром вращении.
ТМ конечно есть в центральной части галактики. Она равномерно распределена, это как большой газовый шарик, который держит сам себя.
Мммм, не похоже. Распределение ТМ сферически-симметричное, гравитация порождает потенциальное поле. Значит для объекта внутри поля уравновешиваются все силы гравитации от внешних источником (ТМ), действует только та, что между этим объектом и центром галактики
Можно возмущения посчитать, но вряд ли они будут что-то тормозить, скорее растаскивать, как Юпитер протопланету между Марсом и Юпитером
Это если исходить из того, что ТМ -- это вимпы. На сегодня большинство людей в западной астрофизике от этой гипотезы отходят, вот примерно по этим причинам:
https://www.youtube.com/watch?v=lu4mH3Hmw2o
и еще детали тут https://www.youtube.com/watch?v=4_qJptwikRc
А есть текстом?
Если там волны, то под них многое другое не подходит
Но даже если волны или легкие частицы, с чего должно измениться распределение, только "пик" пониже станет, крылья пошире, Гаусс вездесущщ
Основная причина в том, что гипотеза вимпов -- а равно и почти любой другой гипотезы о том, что ТМ -- это частицы -- делает предсказания, несовместимые с наблюдениями.
1. Предсказывает пики плотности в ядрах малых галактик (их там нет).
2. Предсказывает множеством малых галактик-спутников (сотни у нас, например, их там нет).
3. Из нее не следует, что галактики-спутники будут выстроены в одной плоскости, примерно как планеты в Солнечной системе (ТМ ведь должна давать сферическое гало, а не дисковое), а в реальности такое построение наблюдается.
4. Очень большие скорости столкновения скоплений галактик несовместимы с вимпами (любые частицы в роли ТМ должны создавать трение, которое будет замедлять), но наблюдаются на практике: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%B3%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%BA_%D0%9F%D1%83%D0%BB%D1%8F#:~:text=%D0%A1%D0%BA%D0%BE%D0%BF%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%B3%D0%B0%D0%BB%D0%B0%D0%BA%D1%82%D0%B8%D0%BA%20%D0%9F%D1%83%D0%BB%D1%8F%20(%D0%B0%D0%BD%D0%B3%D0%BB.,%2C7%20%D0%BC%D0%BB%D1%80%D0%B4%20%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B2%D1%8B%D1%85%20%D0%BB%D0%B5%D1%82).
https://www.nature.com/articles/s41550-022-01856-z
это решение проблемы плоского расположения галактик-спутников, конечно они есть и немало
4. Это мы с тобой обсуждали, как Вимпы могут создавать трение, если они взаимодействуют с обычным веществом только гравитационно?
Откопайте стюардессу
И как там МОНД или МОНД-подобные теории вписываются в Барионные акустические осциляции?
А. Березин, по вашей же ссылке монд трещит по швам, и а выпрашивание финансирования разработки гипотезы монд достигло уровня цирка с клоунами.. Как бе. Уже вопрос стоит поставить ребром. Почему вам настолько НЕОБХОДИМО признание монд, что заходит за рамки психотравмы, с соответствующими разрывами восприятия реальности.. скопление Пули, даже если и не ставит точку в вопросе обиистинной природе ЧМ, оно железобетонно ставит крест на гробе МОНД: подобный хаос в проявлении ТМ объяснимо лишь ТОЛЬКО реальной материей. Никакая модификация формул не может объяснить одновременно существование галактик на 99% состоящих из ТМ, галактик с практически отсутствуюшим гало ТМ, и в то же время существование скоплений, чьё гало тупо УЛЕТЕЛО по инерции, при банальном столкновении.
Забудьте о МОНД. Красивая идея, да. Но ошибочная.
alexey al, Саша обычно не за МОНД топит, а за микроЧерные дыры вместо вимпов
Александр, пфф, я пропустил, но ты же статью писал и не погуглил тогда -- есть замедление бара https://phys.org/news/2021-06-dark-milky-galactic-bar.html
Alexander, там в исходной работе все на, как бы это сказать помягче, довольно общих предположениях https://academic.oup.com/mnras/article/505/2/2412/6237521
Торможение если и есть, то несколько не того масштаба, что вытекало бы из вимпов. Из них бы вытекала крайняя редкость перемычек в их современном виде принципе -- не замедление, а отсутствие.
Любопытно - раньше считалось, что CDM хорошо описывает крупномасштабныю структуры, и претензия только к невозможности прямого детектирования. Теперь вот, галактики с перемычкой, оказывается, не очень хорошо моделируются в рамках лямбдаCDM
Нет никакой темной материи,это все спекуляции физиков по притягиванию за уши какой то ,,темной материи,, чтобы заполнить ваккум своего незнания о природе гравитации.
Покайтеся, охальники!!!! Какая гравитация?! Все это измышления мудрецов! Покайтеся!!!! И бог простит ваши заблуждения!
Приведу отрывок. (не моё, но интересное)
"Так же получает объяснение ускоренного вращения материи галактики на краю, что приводит к гипотетической «темной» материи. При формировании белой дыры, скорость выброса материи и образование из неё стабильных атомов очень высока из-за того, что на ранних этапах нет центра притяжения внутри облака белой дыры. Материя просто с огромной скоростью образуется и вырывается из белой дыры. Время ускоряется и скорость и поэтому выше. Но чем больше образуется материи, тем медленнее движение, из-за повышения плотности материи в месте выброса. И поэтому скорость вращения галактик выше на краях и замедляется к центру. "
Три графика суточных изменений веса позволяют понять природу гравитации. 1. Относительно открытое с северо-востока место. Правый фронт завален из-за большого горного массива к северу и северо-западу от места взвешивания. 2. Взвешивание южнее большого горного массива, у его подножия. 3. Изменения веса в 25 км южнее большого горного массива.