Logo
Cover

Ученые ищут темную материю почти сотню лет — она объяснит, почему галактики ведут себя именно так. Но есть и другие гипотезы, которым для объяснения мироздания не нужна ни темная материя, ни темная энергия. Одну из них представила группа астрофизиков из Германии и Дании.

Швейцарский астроном Фриц Цвикки открыл в 1930-х годах, что скорость галактических скоплений слишком высока для того количества материи, которое мы наблюдаем. Аналогичный феномен наблюдали и другие группы ученых, изучавших движение звезд на границе галактики Андромеда.

Согласно Второму закону Ньютона скорость звезд должна была падать с уменьшением силы тяготения. Однако измерения показали, что этого не происходит. Тогда ученые предположили, что существует некая невидимая материя, которая является причиной ускоренного движения небесных тел.

Это наблюдение было подтверждено бесчисленное количество раз. Но понять, чем именно может быть темная материя, ученые пока не смогли.

Раз так, считают некоторые астрофизики, не проще ли вовсе отказаться от темной материи? Так появилась Модифицированная ньютоновская динамика (MOND), предложенная Мордехаем Милгромом в 1983 году. Согласно MOND, закон всемирного тяготения перестает работать для малых ускорений, таких как в отдаленных регионах галактики. Однако эта теория не прошла строгих испытаний и была признана менее убедительной, чем нынешняя космологическая модель, включающая темную материю.

Группа немецких и датских астрофизиков предложила иной вариант. Их подход предполагает, что каждый достаточно плотный и компактный объект в космосе создает вокруг себя невидимую сферу, которая определяет, как законы физики будут вести себя с нарастанием дистанции. Эта сфера — не какая-то реальная мембрана, а теоретическая концепция, которая нужна для того, чтобы лучше понять отличие между большим и малым масштабом.

Внутри этого пузыря законы всемирного тяготения, которые мы видим в нашей Солнечной системе, верны для объектов, взаимодействующих с массивными телами, находящимися в ее центре. Вне сферы сила тяготения центрального объекта может значительно возрастать — даже несмотря на то, что массы больше не стало.

Размер пузыря пропорционален массе центрального объекта. Если, например, в галактике у этой сферы будет радиус в несколько тысяч световых лет, радиус сферы будет равен 50 000 астрономических единиц. Однако граница Солнечной системы расположена всего в 50 а. е. Другими словами, нет никаких объектов, которые могли бы подтвердить, оказывает ли Солнце на них иное гравитационное воздействие, чем на Землю. Это могут сделать только наблюдения систем, расположенных очень далеко от нас.

По мнению исследователей, их теория позволяет объяснить скорость движения звезд в галактиках намного лучше, чем Общая теория относительности Эйнштейна, включающая темную материю.

Если это так, то таинственной темной материи во Вселенной гораздо меньше, чем обычно считают космологи, или же ее нет вообще.

Шведские ученые выдвинули недавно еще одну модель, которая может прояснить существование темной энергии. Возможно, решили они, Вселенная расположена на стенке растущего пузыря. Эта гипотеза согласуется с теорией струн и утверждает, что таких пузырей — а значит, и Вселенных — может быть больше одного.