Темную материю ожидает судьба флогистона?
|
Канадские ученые из Университета Виктории считают, что для объяснения «аномальной» скорости вращения галактик вовсе не обязательно постулировать существование во Вселенной огромного количества невидимой темной материи. Достаточно учитывать проявляющиеся на масштабе галактик релятивистские эффекты.
Об этом говорится в последнем выпуске CERN Courier, ссылающемся на статью Фреда И. Куперстока (F. I. Cooperstock) и Стивена Тьё (S. Tieu) «Общая теория относительности решает проблему вращения галактик без участия экзотической темной материи».
В работе опровергается один из традиционных аргументов в пользу существования темной материи, который состоит в следующем: поскольку в некоторых случаях совокупная масса звезд и межзвездного газа оказывается недостаточной для того, чтобы ею можно было объяснить результаты измерения кривой вращения галактики (т. е. зависимости скорости вращения объектов, образующих галактический диск, от расстояния до центра галактики), в составе галактики должна присутствовать ненаблюдаемая темная материя, восполняющая недостаток массы.
По мнению же Куперстока и Тьё, причина несоответствия между «видимой» массой галактики и параметрами кривой вращения заключается в неприменимости ньютоновской линейной теории гравитации к системам, подобным галактике. Ученые показали, что в таких системах, даже несмотря на относительно небольшие, «нерелятивистские» скорости и поля, уже существенно сказывается релятивистская нелинейность.
Ньютоновская механика хорошо описывает Солнечную систему, состоящую из сравнительно небольшого числа небесных тел, гравитационные поля которых не оказывают существенного влияния на поле системы в целом. В случае же с галактикой, где вся вращающаяся материя участвует в формировании общего гравитационного поля, она оказывается слишком грубым приближением.
Канадские исследователи построили модель, в которой галактика описывается как стационарная не испытывающая давления жидкость с осевой симметрией. Из уравнений общей теории относительности, описывающих движение и гравитационное поле для данной модели, были выведены два уравнения (одно линейное и одно нелинейное), связавшие угловую скорость с плотностью жидкости. После чего на примере нашего Млечного Пути, а также галактик NGC 3031, NGC 3198 и NGC 7331 было показано, что предсказываемые моделью кривые вращения хорошо соответствуют распределению массовой плотности обычной видимой материи, входящей в состав дисков галактик.
Соответственно, необходимость в поправках на темную материю отпала.
