• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
11 июля
Александр Березин
12
73 980

Физики призвали «закрыть» темную материю

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.

Ряд галактик ведет себя так, будто темной материи в них нет или почти нет. MOND не может этого объяснить, в отличие от стандартной космологической теории, списывающей разницу поведения на разную эволюцию таких галактик (их обдирание более массивными). Авторы новой работы предполагают, что по всем таким галактикам есть какие-то неточности наблюдения / ©Nature

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».

NGC 1300, спиральная галактика с перемычкой (яркая продольная деталь в центре) / ©Wikimedia Commons

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 12:38
Ольга Иванова

Американские исследователи узнали, что продолжительность жизни пенсионеров зависит не столько от наличия у них хронических заболеваний, сколько от таких простых факторов, как возможность ходить в магазин за продуктами, выполнять уборку в доме, показатели мелких частиц холестерина в крови и вредные привычки, которые они имели ранее.

3 часа назад
Мария Азарова

В этом году премия досталась Алену Аспе, Джону Клаузеру и Антону Цайлингеру.

5 часов назад
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что повышенный уровень радиации стимулирует накопление меланинов в коже лягушек из Зоны отчуждения Чернобыльской АЭС. Он защищает их от смертельного излучения и делает заметно темнее собратьев, живущих в обычной среде.

1 октября
Сергей Васильев

Моделирование указало, как менялся путь формирования и распада суперконтинентов на протяжении истории Земли. Это позволило ученым предсказать, как и где образуется следующий из них, снова объединив практически всю сушу планеты.

Вчера, 12:38
Ольга Иванова

Американские исследователи узнали, что продолжительность жизни пенсионеров зависит не столько от наличия у них хронических заболеваний, сколько от таких простых факторов, как возможность ходить в магазин за продуктами, выполнять уборку в доме, показатели мелких частиц холестерина в крови и вредные привычки, которые они имели ранее.

30 сентября
Василий Парфенов

В конце сентября, по не установленным пока причинам, возникли утечки на газопроводах «Северный поток». Многие издания и пользователи интернета уже подробно проанализировали (и продолжают обсуждать), каковы политические и экономические последствия этого инцидента. В свою очередь, Naked Science постарается оценить, чем обернется происшествие с точки зрения безопасности судоходства и экологии, а также есть ли шанс на восстановление подводных трубопроводов.

16 сентября
Алиса Гаджиева

Геродот в своей «Истории» утверждал, что блоки для пирамиды Хеопса и соседних пирамид доставляли по воде. Но сегодня от Нила до пирамид слишком далеко. Исследование кернов, взятых в пойме реки, позволило понять, как именно решался сложнейший вопрос транспортировки такого строительного материала.

15 сентября
Никита Логинов

Светодиоды потребляют намного меньше энергии, чем традиционные газоразрядные лампы, что должно сократить парниковые выбросы. Но при этом светодиодное освещение угрожает здоровью жителей и разрушает местные экосистемы в городах и селах.

6 сентября
Александр Березин

Нашей планете 4,5 миллиарда лет, и 539 миллионов лет на ней тянется эра «явной жизни» (фанерозой) — то есть такой, когда на планете есть крупные, высокоорганизованные животные. Сам собой возникает вопрос: быть может, среди них был разум?

[miniorange_social_login]

Комментарии

12 Комментариев

15.07.2022
-
0
+
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. "
13.07.2022
-
0
+
Покайтеся, охальники!!!! Какая гравитация?! Все это измышления мудрецов! Покайтеся!!!! И бог простит ваши заблуждения!
-
1
+
Нет никакой темной материи,это все спекуляции физиков по притягиванию за уши какой то ,,темной материи,, чтобы заполнить ваккум своего незнания о природе гравитации.
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
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.
    +
      ещё комментарии
      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.
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.
-
1
+
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.
11.07.2022
-
0
+
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!

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: