Альтернатива темної матерії пройшла великий тест

17 / 10 / 2021 08:57, автор: Анатолій Колесник
Альтернатива темної матерії пройшла великий тест - фото
Моделі MOND, які не потребують темної матерії, раніше не могли відтворити температурні коливання, виміряні у космічному мікрохвильовому фоні (показаний тут), релікті від Великого вибуху. Але тепер дослідники створили модель, натхненну MOND, яка відповідає цим даним так саме добре, як і моделі з темною матерією. (WMAP Science Team/NASA)

Космологічна модель, яка не потребує темної матерії, подолала серйозну перешкоду у своїй відповідності до спостережень космічного мікрохвильового фону.

Про це розповідається на сайті Американського фізичного товариства.

Дослідники, які переслідують нетрадиційний погляд на космологію — з відсутністю темної матерії — розробили модель, яка може відповідати спостереженням за космічним мікрохвильовим фоном (КМФ) — залишком світіння Великого вибуху. Ця модель без темної матерії є продовженням так званої теорії MOND (модифікованої ньютонівської динаміки), яка передбачає, що гравітаційна сила у масштабах галактик відрізняється від стандартної ньютонівської сили. Попередні моделі на основі MOND не могли відтворити КМФ. Дослідники стверджують, що їх модель може бути додатково перевірена за допомогою спостережень за скупченнями галактик та гравітаційними хвилями.

Теорія MOND була розроблена понад 30 років тому як спосіб пояснити дані про обертання галактик без посилання на існування загадкової темної матерії. Прихильники MOND запропонували альтернативну загадку, в якій гравітаційна сила змінюється для прискорень, менших за поріг 10-10 м/с2. Ця ідея не випливає з будь-якої основної теорії, але дивно, що один і той же поріг прискорення працює майже для всіх галактик — малих і великих, молодих і старих.

Основна причина, чому темній матерії була віддана перевага перед MOND, полягає в тому, що темна матерія узгоджується з набагато більшим діапазоном астрофізичних спостережень. Наприклад, темна матерія може пояснити вигин галактиками світла від далеких джерел (гравітаційне лінзування), тоді як MOND у своїй початковій формі не може цього зробити. Дослідники розробили так звані релятивістські моделі MOND, які можуть відповідати спостереженням лінзування, але досі жодна з цих переглянутих версій теорії не змогла відтворити дані КМФ. “Якщо теорія не може цього зробити, то не варто розглядати її далі”, - каже Константинос Скордіс з Чеської академії наук у Празі.

галактика m101

Галактики, такі як показана тут М101, мають профілі обертання, які неможливо пояснити видимою матерією. Популярним рішенням є припущення про існування темної матерії, але інше рішення, яке називається MOND, може пояснити дані про галактики шляхом модифікації ньютонівської гравітації. (NASA/CXC/SAO/D. Hartmann/JPL-Caltech)

Скордіс разом з колегою з Чеської академії Томом Злосніком тепер створили модель, натхненну MOND, яка враховує КМФ, а також узгоджується зі спостереженнями за гравітаційним лінзуванням та вимірюваннями швидкості гравітаційних хвиль. Модель слідує нещодавнім зусиллям MOND у постулюванні існування двох полів, які пронизують весь простір і разом діють як додаткова гравітаційна сила. Одне з цих полів — скалярне поле, подібне до поля Хіггса, яке асоціюється з бозоном Хіггса. Інше — векторне поле, яке має напрямок у кожній точці простору, чимось схоже на магнітне поле.

Скордіс і Злосник встановили параметри моделі таким чином, що у ранньому Всесвіті гравітаційно-модифікувальні поля генерують гравітаційний ефект, що імітує ефект темної матерії. Імітація темної матерії таким чином гарантує відтворення спостережуваних шаблонів КМФ. Поля еволюціонують протягом космічного часу, і зрештою гравітаційна сила слідує пропозиції початкової MOND.

Скордіс каже, що ця модель подібна до інших альтернативних моделей гравітації, які були запропоновані для пояснення темної енергії. Усі космологічні моделі додають щось (нові частинки або нові поля) для пояснення спостережень, говорить він. Скордіс визнає, що — на відміну від моделей темної матерії, які часто основані на фундаментальних принципах симетрії, — нова модель не була задумана з урахуванням теорії, що лежить в основі. Однак така теоретична основа може бути знайдена за допомогою нової моделі MOND.

Новини за подібною темою:

“Це дійсно величезний прорив”, - каже космолог Стейсі Макгау з Університету Кейз Вестерн Резерв в Огайо. “Роками, що розтягнулися на десятиліття, люди значною мірою ігнорували MOND, оскільки здавалося неможливим зробити те, що зробили зараз Скордіс та Злосник”. Але Девід Спергель, космолог з Інституту Флатірон у Нью-Йорку, вважає нову модель «бароко». Він стверджує, що релятивістські моделі MOND працюють лише шляхом “ефективного постулювання складної форми темної матерії”.

Космолог Кетрін Фріз з Техаського університету вітає дослідників з їх успіхом. “Це велика справа — створити релятивістську версію MOND, яка зможе відповідати всім поточним даним, особливо підходячи до даних КМФ разом із феноменологією MOND у галактиках”, - каже вона. “Однак у моделі багато інгредієнтів”, - каже вона. “Я сама все ще б проголосувала за темну матерію як простіше пояснення”.

Макгау заперечує, вказуючи, що моделі з темною матерією не можуть пояснити всього, наприклад, кількість літію у Всесвіті або розбіжності між різними типами вимірювань швидкості космічного розширення. Нова модель MOND, можливо, зможе розв’язати ці проблеми, але Скордіс каже, що для опрацювання теоретичних деталей знадобиться більше часу. Він каже, що модель можна перевірити іншими способами, наприклад, порівнявши її передбачення зі спостереженнями за скупченнями галактик або шляхом пошуку сигнатур гравітаційно-змінювальних полів у гравітаційних хвилях.

Тесса Бейкер, експерт з альтернативних моделей гравітації з Лондонського університету королеви Мері, каже, що якщо детектори темної матерії продовжуватимуть залишатися порожніми, “то ми зможемо спостерігати підвищений інтерес до цієї родини модифікованих моделей гравітації”.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.


Залишити свою думку:
Ваше і`мя:
Введіть число:    

Останні новини:

сьогодні:

всі новини


ПОПУЛЯРНІ НОВИНИ:
23-28 листопада відбудуться ярмарки в Києві

21:39, 22 листопада 2021 р.
23-28 листопада відбудуться ярмарки в Києві
 
Абсолютно шалений план надати Марсу штучну магнітосферу

08:43, 21 листопада 2021 р.
Абсолютно шалений план надати Марсу штучну магнітосферу
 
Астрономи можливо виявили рідкісну чорну діру-"відсутню ланку"...

06:49, 20 листопада 2021 р.
Астрономи можливо виявили рідкісну чорну діру-"відсутню ланку"...
 
Якщо інопланетні зонди вже знаходяться в Сонячній системі, мож...

09:45, 24 листопада 2021 р.
Якщо інопланетні зонди вже знаходяться в Сонячній системі, мож...
 
Бурба: Перенести операцію з “вагнерівцями” наказав Зеленський...

09:19, 20 листопада 2021 р.
Бурба: Перенести операцію з “вагнерівцями” наказав Зеленський...
 
СХОЖІ НОВИНИ:
Запропоновано пояснення виникнення поточної щільності темної м...

08:54, 5 листопада 2021 р.
Запропоновано пояснення виникнення поточної щільності темної м...
 
Астрофізики представили найбільший в історії набір симуляцій В...

05:24, 26 жовтня 2021 р.
Астрофізики представили найбільший в історії набір симуляцій В...
 
Темна матерія холодна, тепла чи гаряча?

14:10, 14 жовтня 2021 р.
Темна матерія холодна, тепла чи гаряча?
 
Відсутність темної матерії у примарній галактиці

07:15, 19 серпня 2021 р.
Відсутність темної матерії у примарній галактиці
 
Чи темна матерія справді існує, чи ми неправильно розуміємо гр...

22:16, 22 червня 2021 р.
Чи темна матерія справді існує, чи ми неправильно розуміємо гр...
 
НОВИНИ ВІД ПАРТНЕРІВ:


Цей сайт та сторонні віджети на ньому використовують COOKIE, що необхідно для повноцінної роботи сайту. “Куки” – це безпечна технологія збирання аналітичної інформації про відвідувачів. Їх можна відключити у налаштуваннях Вашого браузера. Погодитися на використання Cookie