Random Science: Существует ли темная материя?

На протяжении многих лет, ученые верили, что наша галактика, Млечный путь, должна столкнуться с ее большим собратом - галактикой Андромеды через 3 милларда лет, и это будет первый раз, когда такое случится.

Но сейчас европейская команда астрономов во главе с Хонженгом Чжао (Honghsheng Zhao) из университета Сент-Эндрюс предложила другую идею, что две галактики уже сталкивались раньше, примерно десять миллиардов лет назад, и что наше понимание гравитации в корне неверно.

Млечный Путь, состоящий примерно из 200 миллиардов звезд, это часть групп галактик, называющихся Местной Группой. Астрофизики часто предполагали, что большая часть массы Местной Группы, которая невидима для нас, состоит из так называемой темной материи. Большинство космологов верят, что через всю вселенную, эта материя превосходит по массе "обычную" материю в пять раз. Гравитационное притяжение, которое создает темная материя в Андромеде и Млечном Пути превышает скорость расширения вселенной, поэтому они движутся друг к другу со скоростью примерно равной ста километрам в секунду, что приведет к столкновению этих галактик через 3 миллиона лет в будущем.

Но эта модель построена на стандартной модели гравитации Ньютона и модифицированной Эйнштейном столетие назад, и она не может объяснить некоторые свойства галактик, которые мы видим. Доктор Чжао и его команда утверждают, что единственный путь успешно предсказать гравитационное притяжение любой галактики или малой группы галактик, перед тем как измерять их движение звезд и газ в них, это использовать модель впервые предложенной профессором Мордекаем Милгромом (Mordehai Milgrom) из института Вейцмана в Израиле в 1983 году.

Эта модифицированная гравитационная теория (Модифицированная Ньютонская Динамика или MOND) объясняет, как гравитация становится другой при огромнейших масштабах, расходясь с прогнозами, сделанные Ньютоном и Эйнштейном.  

Доктор Чжао и его коллеги впервые использовали эту теорию для подсчета движения Местной Группы галактик. Их работа предполагает, что галактики Млечный Путь и Андромеда уже сталкивались 10 миллиардов лет назад. Если бы гравитация соответствовала стандартной модели, принимая в расчет предположение о дополнительном притяжении темной материи, две галактики должны были слиться в одну.  

"Темная материя должна работать как мед: при близком столкновении, Млечный Путь и Андромеда должны были, фигурально выражаясь, склеиться", говорит член команды профессор Павел Крупа (Pavel Kroupa) из университета Бонна. "Но если теория Милгрома верна", говорит его коллега доктор Бенуа Фамаи (Benoit Famaey), "тогда здесь нет темных частиц и две огромные галактики бы просто прошли бы через друг друга, оставляя за собой огромные тонкие рукава материи".  

Новые галактики затем образовались бы из этих рукавов, "процесс, часто наблюдаемый в галактике на сегодняшний день", добавляет Фабиан Люэгхаусен (Fabian Lueghausen). Доктор Чжао поясняет: " Единственный способ объяснить, как две галактики могли бы быть так близко и не слиться воедино - это то, что темной материи нет. Наблюдаемое подтверждение столкновения галактик в прошлом сильно бы подкрепило теорию Милгрома о гравитации". И такое подтверждение может быть уже найдено. Астрономам сложно объяснить появление карликовых галактик на орбитах около Млечного Пути и Андромеды. Их возникновение можно было бы объяснить если они были рождены из газа и звезд, отсеченных от материнских галактик при их столкновении. Павел Крупа видит это как неопровержимое доказательство. "Учитывая положение и движение карликовых галактик, я не могу найти другого объяснения, которое бы сработало".  

В настоящий момент команда планирует модель столкновения используя теорию Милгромской динамики и разрабатывают компьютерный код в университете Бонна для их цели.  

В новой модели, Млечный Путь и Андромеда все еще готовятся к крушению в следующие несколько миллиард лет, но это выглядит как дежавю. И команда верит, что их открытие позволит сделать расширить наше понимание Вселенной."Если мы правы, история космоса будет переписана из-за царапины".      

Было бы глупо сомневаться в теории, если противовесом ей была бы догадка. Проблема в том, что со временем этих трещин становится все больше.