Сучасні теорії можуть не дуже точно описувати наш Всесвіт. Кредитний імідж: Брюссельський музей образотворчих мистецтв та Інститут космічного телескопа. Натисніть, щоб збільшити
Китайський астроном з Університету Сент-Ендрюса докладно налаштував Ейнштейна новаторську теорію гравітації, створивши «просту» теорію, яка могла б розгадати темну таємницю, яка здивувала астрофізиків три чверті століття.
Новий закон про гравітацію, розроблений доктором Гонг Шен Чжао та його бельгійським співробітником доктором Бенуа Фамей з Вільного університету Брюсселя (ULB), має на меті довести, чи теорія Ейнштейна насправді правильна і чи існує астрономічна таємниця Темної матерії насправді. Їх дослідження були опубліковані 10 лютого в американському «Астрофізичному журналі» Letters. Їх формула свідчить про те, що гравітація зменшується менш різко з відстані, як в Ейнштейні, і помітно змінюється від сонячної системи до галактик і Всесвіту.
Теорії фізики гравітації вперше були розроблені Ісааком Ньютоном у 1687 р. Та уточнені загальною теорією відносності Альберта Ейнштейна в 1905 р., Щоб дозволити вигин світла. Хоча це найдавніша відома сила, гравітація все ще залишається загадкою з теоріями, які ще не підтверджені астрономічними спостереженнями в космосі.
«Проблема» із золотими законами Ньютона та Ейнштейна, хоча вони дуже добре працюють на землі, вони не пояснюють рух зірок у галактиках та згинання світла точно. У галактиках зірки швидко обертаються навколо центральної точки, утримуваної на орбіті гравітаційним притяганням речовини в галактиці. Однак астрономи виявили, що вони рухаються занадто швидко, щоб їх утримувати взаємна гравітація - тому недостатньо сили тяжіння, щоб утримувати галактики разом, а зірки повинні бути скинуті в усі сторони!
Рішення цього, запропоноване Фріцем Цвікі в 1933 році, полягало в тому, що в галактиках був небачений матеріал, що створює достатньо сили тяжіння, щоб утримувати галактики разом. Оскільки цей матеріал не випромінює жодного світла, астрономи називають його "Темною речовиною". Вважається, що у Всесвіті припадає до 90% речовини. Однак не всі вчені приймають теорію Темної матерії. Супернічне рішення було запропоновано Моті Мільгромом у 1983 році та підтримано Якобом Бекенштейном у 2004 році. Замість існування невидимого матеріалу Мільгром запропонував астрономам зрозуміти гравітацію. Він припустив, що збільшення сили тяжіння звичайної речовини є причиною цього прискорення.
Теорія Мільгрома була розроблена багатьма астрономами з того часу, і д-р Чжао та д-р Фамей запропонували нову постановку його роботи, яка долає багато проблем, з якими стикалися попередні версії.
Вони створили формулу, яка дозволяє гравітації постійно змінюватися на різних масштабах відстані і, головне, підходить для даних спостережень за галактиками. Помістити дані галактики однаково добре в суперницькій парадигмі Темної матерії було б настільки ж складно, як і балансування кулі на голці, що мотивувало двох астрономів шукати альтернативну ідею гравітації.
Легенда стверджує, що Ньютон почав думати про тяжкість, коли яблуко впало на голову, але, за словами доктора Чжао, "Не очевидно, як яблуко впаде в галактиці. Теорія містера Ньютона буде відхилена великим запасом - його яблуко вилетить з Чумацького Шляху. Намагання відновити яблуко на приємній орбіті навколо галактики протягом багатьох років призвели до двох шкіл думок: Темна матерія проти неньютонівської сили тяжіння. Частинки темної матерії природним чином походять з фізики, з гарними симетріями і прекрасно пояснюють космологію; вони, як правило, скрізь. Справжня таємниця - як тримати їх подалі від куточків Всесвіту. Також Dark Matter іде рука об руку з Темною енергією. Було б красивіше, якби на всі ці таємниці була одна проста відповідь ».
Д-р Чжао, науковий співробітник PPARC в Університеті Сент-Ендрюс, Школі фізики та астрономії та член Альянсу фізики Шотландських університетів (SUPA), продовжив: "Завжди існував великий шанс, що астрономи можуть переписати закон гравітації. Ми створили нову формулу гравітації, яку ми називаємо «простою формулою», і це фактично уточнення Мілгрома та Бекенштейна. Він узгоджується з даними галактики до цих пір, і якщо його прогнози будуть додатково перевірені для сонячної системи та космології, це могло б вирішити таємницю Темної матерії. Ми можемо відповісти на поширені запитання, наприклад, чи правильна теорія гравітації Ейнштейна і чи існує так звана Темна матерія ».
«Теорія гравітації, що не є ньютоном, тепер повністю визначена на всіх масштабах плавною безперервною функцією. Колеги-вчені готові підробити. Настав час тримати роздуми щодо нових полів, передбачених у нашій формулі, поки ми продовжимо пошук темних частинок ”.
Нова формула буде представлена на міжнародному семінарі в Королівській обсерваторії Едінбурга в квітні, який отримає можливість перевірити і обговорити перероблену теорію. Д-р Чжао та д-р Фамей продемонструють свою нову формулу перед аудиторією експертів з темної матерії та гравітації з десяти різних країн.
Доктор Фамей прокоментував: "Можливо, що ні модифікована теорія гравітації, ні теорія темної матерії, як вони сформульовані сьогодні, не вирішать усіх проблем галактичної динаміки чи космології. Правда в принципі може лежати між ними, але дуже правдоподібно, що нам не вистачає чогось принципового щодо сили тяжіння, і що для вирішення всіх цих проблем знадобиться принципово новий теоретичний підхід. Тим не менш, наша формула настільки привабливо проста, що спокушати розглядати її як частину ще невідомої фундаментальної теорії. Усі дані галактики пояснюються без особливих зусиль ».
Оригінальне джерело: PPARC News Release
