Ако Не Е Тъмна Материя, Тогава Какво?

{h1}

Тъмната материя е поставена под въпрос от ново проучване на звездите. Но физиците смятат, че изследването, а не самата тъмна материя, е недостатъчно, защото алтернативите на теорията на тъмната материя са слаби.

Астрономите картографираха движенията на стотици звезди в Млечния път, за да извлекат количеството тъмна материя, което трябва да се влачи върху тях от околностите на нашето слънце. Изненадващото им заключение? Тук няма тъмна материя.

Както изследователите пишат в предстоящ документ в Astrophysical Journal, звездното движение предполага, че звездите, всички в рамките на 13 000 светлинни години от Земята, са гравитационно привлечени от видим материал в нашата слънчева система - слънцето, планетите и околните газ и прах - а не от някаква невиждана материя.

"Нашите изчисления показват, че [тъмната материя] е трябвало да се покаже много ясно в нашите измервания. Но просто не е имало!" каза водещият автор на изследването Кристиан Мони-Бидин, астроном от университета в Консепсион в Чили.

Ако анализът на данните от Чилийската европейска южна обсерватория (ЕСО) е правилен - голям "ако", казват няколко физици - това преобръща теорията, че тъмната материя прониква в нашия регион на Млечния път. Тъмната материя е невидим материал, за който се смята, че представлява 80 процента от цялата материя във Вселената. Въпреки че тя не взаимодейства със светлината и затова не може да се види, нейното присъствие се използва, за да обясни защо покрайнините на галактиките, включително Млечния път, се въртят много по-бързо, отколкото би се очаквало въз основа на гравитационното изтегляне само на видимата материя. Общоприета като факт, тъмната материя играе съществена роля в модели за формиране и еволюция на галактики и се провеждат няколко експеримента за откриване на частици от тъмна материя на Земята.

Но ако тъмната материя не е тук в Слънчевата система, тя може да не е навсякъде, защото нейното разпределение през галактиката ще трябва да бъде изключително своеобразно, за да се избегне този регион в Космоса. „Съвременните теории имат сериозни проблеми да обяснят образуването на ореол [тъмна материя], така любопитно оформен“, каза Мони-Бидин пред „Малките мистерии на живота“.

Скот Тремейн, професор по физика в Института за усъвършенствани изследвания на университета в Принстън, каза: „Ако изводите на авторите са правилни, това наистина е сериозен удар върху тъмната материя“.

Бъдещите астрономически проучвания, като мисията Гая на Европейската космическа агенция, ще изяснят ситуацията, като наблюдават движението на милиони звезди, а не само стотици. Но междувременно, поставяйки под въпрос тъмната материя, новата констатация на ЕСО приканва обсъждане на тема, която не е получила много ефирно време през последните години: Какви други теории биха могли да отчитат въртенето на галактиките, както и други наблюдения, обяснени от тъмна материя? Ако не тъмната материя - или поне не тъмната материя, която очаквахме - тогава какво? Експертите имат още няколко възможности, макар и да не са толкова задоволителни.

Гравитация 2.0

Ако силата на гравитацията е много по-слаба, отколкото Нютон и Айнщайн смятаха, тогава това би могло да обясни бързото въртене на спиралните галактики, без да се изисква тъмна материя. За да може гравитацията да ускори звездите на ръба на галактиката, тя трябва да се отклони от "закона на обратния квадрат" - правилото, че гравитацията намалява с квадрата на разстоянието от нещо - на галактически разстояния. С други думи, силата би трябвало внезапно да скочи в края на галактиките. Но за да може да действа по този начин, гравитационните полета и уравненията, свързани с тях, ще трябва да бъдат объркани изключително много. [Топ 3 въпроса, които хората задават астрофизик (и отговори)]

Теорията се нарича „модифицирана нютонова динамика“ или MOND. "Най-хубавият от алтернативните модели за спирални галактики е теорията за алтернативната гравитация MOND, тъй като изглежда е в състояние да [възпроизведе математически] кривите на въртене на галактиката с няколко предположения, вградени в нея", казва Дъглас Клоу, астрофизик от университета в Охайо, който изучава тъмната материя.

Въпреки това, MOND не запълва толкова празнини, колкото тъмната материя: тя работи перфектно само за спирални галактики, каза Клоу. За елиптичните галактики, галактическите групи, галактическите клъстери и по-мащабните структури теорията не отговаря напълно на наблюденията и затова изисква допълнителната материя - т.е. тъмната материя - да се извика отново. "Така че вместо просто да използваме неоткрита частица, за да обясним нашите наблюдения върху структурите във Вселената, MOND изисква както неоткрита частица, така и промяна на закона за гравитационната сила", каза той.

Друг удар срещу MOND е, че подобно на теорията за тъмната материя, не съвпада с новите констатации на ЕСО. Според Мони-Бидин, тъй като членовете на екипа са използвали гравитацията на Нютон в изчисленията си, MOND би предсказал несъответствие в количеството маса, което те измерват в Слънчевата система. „MOND очаква„ фантомен диск “от невиждана материя да бъде открит в произведение като нашето“, каза той - точно както използването на закона на Нютон за моделиране на галактиката води до прогнозиране на тъмната материя.

Поле от фиони

Джон Мофат, физик в Института за усъвършенствани изследвания в периметъра в Канада, предложи под-теория на МОН, наречена MOG, или „модифицирана гравитация“. Той твърди, че MOG обяснява особеното движение на галактиките, както и галактическите клъстери и сблъсъците на клъстери, без да извиква тъмна материя в какъвто и да е мащаб.

"Приемам гравитацията на Айнщайн и добавям към тези три полета", обясни Мофат. Едно от полетата има маса и това въвежда вариации в закона за силата при различни разстояния. Въпреки това, за да има маса, полето трябва да има свързана с него частица, която Moffat нарича фион. И като частици от тъмната материя съществуването на фиона не е проверено. [Интелигентни отговори за луди хипотетични въпроси]

Топло и тъмно

Ако анализът на ЕСО е правилен, това може просто да означава, че тъмната материя се държи много по-различно - или се разпределя много по-различно в пространството - отколкото се е смятало. "Това би означавало, че тъмната материя ще трябва да бъде разпределена в по-широк мащаб във вътрешните части на галактика", каза Клоу, "което е [математически потвърдено], ако направите частиците от тъмната материя по-малко масивни от моделите в момента. "

Според Дъглас Споляр, теоретик на тъмната материя в Чикагския университет, по-малко масовият сорт се нарича топла тъмна материя. „Хората го използват, за да обяснят две неща - едното, което бихте имали ядро ​​в профила си на тъмна материя, така че тъмната материя остава постоянна в някакъв радиус в галактиката. Второ, ако погледнете субхалосите на тъмната материя в Млечния път, количествата [на топлата тъмна материя] са много по-ниски “, каза той. Това би могло да обясни защо астрономите от ESO не откриха никаква тъмна материя в нашия космически квартал. [Какво става, ако нашата Слънчева система се беше формирала по-близо до ръба на Млечния път?]

Изследователите обаче казаха това студ частиците от тъмната материя са силно предпочитани от космолозите, защото по-малко масивните тъмни частици биха имали проблеми с формирането на галактики достатъчно бързо, за да съответстват на наблюденията на астрономите от ранната Вселена.

Нова теория

Ако бъдещите проучвания на движенията на звездите подкрепят констатациите на ЕСО, което силно предполага, че в нашия регион на галактиката наистина няма тъмна материя, тогава космолозите може да трябва да бракуват всички настоящи теории и да започнат наново. "Към днешна дата не е известна цялостна релативистка теория, алтернатива на парадигмата за тъмната материя, способна да обясни наблюденията по всички мащаби, от галактическо въртене до струпванията на галактики", каза Мони-Бидин.

Тременът на Принстън се съгласи: „Не мисля, че някоя от алтернативите на тъмната материя е много вероятна“.

Следвайте Натали Уолховър в Twitter @nattyover. Следете малките мистерии на живота в Twitter @llmysteries и се присъединете към нас във Facebook.


Видео Добавка: Топ 10 Неразгадани мистерии на Космоса.




Изследване


Как Работи Gps?
Как Работи Gps?

Дисперсантът Прави Маслото 52 Пъти По-Токсично
Дисперсантът Прави Маслото 52 Пъти По-Токсично

Наука Новини


Как Работят Детекторите За Дим?
Как Работят Детекторите За Дим?

1-Ви Генетични Маркери, Обвързани С Откриването На Левичари
1-Ви Генетични Маркери, Обвързани С Откриването На Левичари

Оцеляване На Най-Смешното: Празнуване На Лошата Еволюционна Теория
Оцеляване На Най-Смешното: Празнуване На Лошата Еволюционна Теория

Скандалът На Ашли Мадисън: Науката Разкрива 2 Основни Причини Хората Изневеряват
Скандалът На Ашли Мадисън: Науката Разкрива 2 Основни Причини Хората Изневеряват

Какво Е Култура? | Определение За Култура
Какво Е Култура? | Определение За Култура


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com