Більшість астрономів вважають, що вчені досить добре розуміють фізичну природу енергії та матерії, яка складає наш Всесвіт. Однак невелика група дослідників не настільки переконані в істинності нашого знання про універсум. Вони стверджують, що науковій спільноті ще доведеться переглянути свою позицію. А, можливо, перебудувати картину "видимого" світу.
З якої матерії?
На думку скептиків, які працюють поза стінами академічної фізики, замість того, щоб погодитися з існуванням темної матерії, фізики повинні використати нові теорії руху і гравітації, щоб пояснити космічні явища. Йдеться про комплекс різних підходів, відомих як MOND, або модифікацій ньютонівської динаміки.
Згідно з домінуючою точкою зору, матерія Всесвіту складається з двох компонентів: звичайної матерії і темної матерії. Звичайна матерія - це знайомий світ атомів і хімії. По суті, це те, з чого ми зроблені. Темна матерія - це гіпотетична речовина, яка не випромінює і не поглинає світло, але гравітаційно взаємодіє зі "звичайним" світом.
Незважаючи на те, що темна матерія невидима, вчені стверджують, що темна матерія трапляється приблизно в п'ять з половиною разів частіше, ніж звичайна. Суперечки точаться лише про те, що вважати доказом наявності ТМ.
Наприклад: галактики обертаються так швидко, що вони повинні літати одна від одної згідно із загальноприйнятою теорією гравітації і спостережуваною кількістю зірок і газу. Аналогічним чином, швидкість галактичних систем набагато швидша, ніж очікувалося. Проблема і в техніці: не всі телескопи здатні "бачити" темну матерію, але вчені сподіваються, що це вирішиться в найближче десятиліття.
Альтернативні пояснення
Прихильники MOND інтерпретують астрономічні спостереження по-різному. Одні вважають, що розумніше вдосконалити закони руху Ньютона, або модифікувати теорію гравітації Ейнштейна.
Перша теорія MOND була запропонована ще 1983 року ізраїльським фізиком Мордехаєм Мілгромом, коли він змінив другий закон руху Ньютона. Згідно з теорією Мілгрома, закон Ньютона правильний для сильних сил; однак, для слабких сил, прискорення сильніше, ніж передбачав англієць.
Інша група теорій стверджує, що ейнштейнівський опис гравітації невірний у режимі низької гравітації. Це новий напрямок досліджень, який, на думку астрофізиків, має непогану перспективу.
Каменем спотикання є принцип еквівалентності, згідно з яким рух зірок у галактиці має бути незалежним від зовнішнього рівномірного гравітаційного поля. Якщо відхилення цього принципу спостерігатимуться, це означає, що теорія гравітації Ейнштейна має бути змінена.
Дослідники на чолі з Фредеріко Леллі та Гаррі Десмондом вивчили 153 галактики і виміряли швидкість зірок усередині них на різних відстанях від вихідного галактичного центру. Потім вони розглянули прискорення кожної галактики, викликане гравітаційними полями, які генеруються її сусідами, що її оточують. Деякі із зоряних систем, як виявилося, рухаються в 10 разів швидше, ніж інші.
Потім вони вибрали дві галактики, що володіють найбільшим гравітаційним буксиром, і порівняли особливості їхнього обертання з двома ізольованими галактиками. Вчені виявили, що зірки в сильних гравітаційних полях обертаються повільніше, ніж передбачає модель поведінки ізольованих галактик. Вони також вивчили галактики з проміжними зовнішніми гравітаційними полями і виявили, що отримані дані узгоджуються з характеристиками кожної галактики. Кореляція із зовнішнім оточенням очевидна. Таким чином порушується принцип еквівалентності, що випливає з ЗТВ.
Що це означає?
Чи означає вищесказане, що наш всесвіт наповнений темною матерією? Ні, постул про ТМ не доведений і не спростований. Хоча б тому, що йдеться про єдиний аналіз, який не потребує широкого узагальнення.
Проте астрофізики зафіксували щось, що є альтернативою для решти фізики. І це "щось" має бути перевірено ще раз.
Утім, результати дослідження були опубліковані в Astrophysical Journal.
У всякому разі, якщо перевірка гіпотези покаже результати, то принцип еквівалентності може бути відкинуто. Тоді має сенс говорити про неуніформні гравітаційні поля або висувати інші припущення, які потребують природної перевірки.
Варто пам'ятати, що темна матерія, як і раніше, є гіпотезою. Вона не підтверджена на академічному рівні. Кілька десятиліть пошуків не принесли легітимних для всієї наукової спільноти результатів.
Знову таки, це не означає, що ТМ немає. Як і того, що вона є. Поки її не зафіксують на детекторах, важливо зберігати відкритість і підходити до проблеми з різних точок зору. Інакше наука вільно чи мимоволі перетвориться на віру, чого б не хотілося: астрономія продукує універсальне знання, що згодом адаптується в наше повсякденне життя і визначає магістраль технологічного прогресу.
