Дивна поведінка гравітації: темна матерія може взагалі не існувати

Фізики вважають, що темна матерія, найзагадковіша речовина у Всесвіті, може взагалі не існувати. Можливо, те, що вчені приймають за вплив темної матерії, є проявом того, що поводиться інакше в дуже великих масштабах. Дослідження опубліковано в журналі Physical Review Letters B, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Вважається, що темної матерії приблизно в 5 разів більше у Всесвіті, ніж звичайної матерії, яка складається з відомих нам частинок і атомів. Але темна матерія залишається невидимою, адже вона не взаємодіє зі світлом. Учені давно намагаються знайти частинки, з яких може складатися темна матерія, але так нічого і не виявили. Автори дослідження вважають, що спроби виявити невідомі частинки не увінчалися успіхом тому, що темна матерія може не існувати. А те, що вважається ефектами темної матерії, може бути дивною поведінкою гравітації в дуже великих масштабах. Тобто гравітація поводиться інакше, ніж передбачається, на рівні галактик.

Докази існування темної матерії

Наразі вчені вважають, що темна матерія існує лише з однієї причини: вона впливає своєю гравітацією на звичайну матерію і цей вплив можна побачити. Перший натяк на темну матерію з'явився завдяки тому факту, що галактики обертаються настільки швидко, що, якби гравітація їхньої видимої матерії була єдиною силою, що утримує їх разом, вони б давно розлетілися в різні боки.

Ще один доказ темної матерії було отримано за допомогою гравітаційного лінзування. Це явище, яке відбувається, коли зазвичай прямий шлях світла викривляється за рахунок викривлення тканини-простору-часу об'єктами з великою масою, в основному галактиками. Астрономи виявили, що викривлення світла занадто велике, щоб його можна було пояснити впливом лише гравітації видимою матерією.

Автори дослідження кажуть, що той факт, що єдиний доказ існування темної матерії отримано з її гравітаційного впливу на звичайну матерію, дає змогу виключити її із сучасних моделей Всесвіту. Наприклад, модифіковані теорії гравітації, що вносять зміни в загальну теорію відносності Ейнштейна, припускають, що темна матерія не потрібна для пояснення великомасштабної структури Всесвіту.

Темна матерія не існує?

У цьому дослідженні фізики розглядали гравітацію через призму квантової теорії поля і в дуже малих масштабах. У такий спосіб учені відмовилися від припущення, що гравітація є постійною і незмінною. Вчені дійшли висновку, що у великих масштабах гравітація може змінюватися і таким чином можна пояснити спостережувані в космосі явища без допомоги темної матерії.

За словами вчених, гравітація являє собою один із прикладів "закону зворотних квадратів", а значить її сила зменшується пропорційно квадрату відстані від тіла з масою. Коли відстань від тіла, що має гравітацію, подвоюється, то його гравітація стає слабшою в чотири рази і так далі.

Дослідження показало, що зміна поведінки гравітації, яка відхиляється від "закону зворотних квадратів" може призводити до сильнішого впливу гравітації на великих відстанях. Таким чином галактики будуть обертатися так, як це приписують ефектам темної матерії.

Фізики вважають, що їхню теорію можна перевірити, і якщо вона правильна, то доведеться переосмислити всю еволюцію Всесвіту, адже передбачається, що ключову роль у ній зіграла темна матерія.

Як уже писав Фокус, вчені назвали темну матерію причиною того, що всі великі галактики, крім однієї, віддаляються від Чумацького Шляху.