Странное поведение галактик: открытие отвергает альтернативную теорию гравитации

Астрофизики, кажется, закончили многолетнюю дискуссию о том, почему галактики вращаются быстрее, чем ожидалось, и вызвано ли это странное поведение невидимой темной материей или иным поведением гравитации. Исследование опубликовано на сервере препринтов arXiv, пишет Phys.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Наблюдения показывают, что звезды на окраинах галактик вращаются гораздо быстрее, чем можно было бы ожидать, исходя из видимого количества материи. Таким образом ученые предположили, что существует невидимая темная материя, создающая дополнительную массу, обеспечивающую дополнительную гравитацию.

• Уже много десятилетий астрофизики считают, что темная материя должна существовать и обнаружили косвенные доказательства этого. Но напрямую темную материю еще никто никогда не видел, хотя считается, что она составляет более 80% массы всей материи во Вселенной.

В то же время с 80-х годов прошлого века существует альтернативная теория гравитации, известная как Модифицированная ньютоновская динамика (MOND).

• Эта теория предполагает, что законы гравитации изменяются при очень малых ускорениях и, следовательно, на очень больших расстояниях. А это полностью исключает наличие темной материи. MOND изменяет способ, которым гравитация работает в условиях чрезвычайно низкой гравитационной силы, например, на окраинах галактик. И эти объяснится странное вращение звезд на окраинах галактик.

Астрофизики изучили 12 самых маленьких и тусклых галактик в наблюдаемой Вселенной, чтобы проверить верность конкурирующих теорий. Ученые обнаружили, что внутренние гравитационные поля галактик невозможно объяснить только видимой материей, и что прогнозы MOND не воспроизводят наблюдаемое поведение звезд в галактиках.

После этого ученые сравнили свои результаты с теоретическими моделями, предполагающими, что галактики окружены массивным гало темной материи. Эти модели темной материи показали намного лучшее соответствие полученным данным.

По словам авторов исследования, им впервые удалось определить гравитационное ускорение звезд в самых маленьких галактиках, что позволило раскрыть их внутреннюю динамику. Наблюдения и моделирование показывает, что гравитационное поле галактик не может быть создано только видимой материей. Это значит, что темная материя существует.

Новое исследование также ставит под сомнение давнее предположение о поведении галактик. Астрономы давно считали, что существует простая связь между количеством видимой материи в галактике и силой, создаваемой ею гравитации. Она известна как соотношение радиального ускорения. Хотя это соотношение все еще работает для крупных галактик, ученые выяснили, что оно нарушается в карликовых галактиках.

Карликовые галактики не соответствуют ожиданиям, основанным на более массивных галактиках. Они не согласуются с соотношением радиального ускорения, но демонстрируют большую недостающую массу, что указывает на наличие темной материи, говорят ученые.

Хотя исследование не показывает, из чего состоит темная материя, оно дает больше возможностей в этом разобраться. Будущие наблюдения за еще более тусклыми и далекими галактиками помогут понять, что же такое темная материя на самом деле, считают астрофизики.

Как уже писал Фокус, физики считают, что темная материяможет быть космической сверхтекучей жидкостью.

Также Фокус писал о том, что астрономы обнаружили в двойной звездной системе три планеты, похожие на Землю, но такого не должно быть. Неожиданное открытие астрономов ставит под сомнение несколько классических моделей образования планет.