Співробітник Мерілендського університету (США) Стейсі Макгі (Stacy McGaugh) показав, що модифікована ньютонівська динаміка (МОНД) може випереджати теорію темної матерії по точності відповідності даними спостережень.

Сама темна матерія, нагадаємо, вирішує проблему обертання галактик. Щоб зрозуміти її суть, досить поглянути на криву обертання звичайної спіральної галактики – графік, на якому показана залежність орбітальної швидкості зірок і газу від відстані до центру галактики. Спостереження свідчать про те, що швидкість залишається практично постійною на дуже великому інтервалі відстаней, а встановлені фізичні закони вимагають її зменшення з віддаленням від центру; при додаванні «невидимої» маси темної матерії все встає на свої місця.

МОНД пропонує зовсім інший спосіб вирішення проблеми – зміна традиційної динаміки. У цій теорії вводиться нова константа з розмірністю прискорення, а0, і встановлюється наступне: при високих (набагато переважаючих а0) прискореннях діє «старий» закон, а при низьких – його модифікований варіант. Іншими словами, відому формулу F = m • a міняють на F = m • μ (а/а0) • a, де множник μ (а/а0) приймає значення 1, якщо а багато більше а0, і а/а0, якщо а менше а0. Варто зауважити, що доцентрове прискорення, необхідне для збереження зірки на орбіті, складає лише близько 10-10 м / с 2 – набагато нижче того, що відчувають планети, що обертаються навколо Сонця (для Землі, наприклад, це прискорення дорівнює 6 • 10-3 м/с2). Величина 10-10 м / с 2 вважається зразковим значенням константи а0.

Перевірити передбачення МОНД досить легко: треба з'ясувати, чи відповідають вони емпіричному співвідношенню Туллі – Фішера, яке пов'язує баріонів масу галактик і амплітуду кривих обертання. При розрахунку маси зірок в галактиці, однак, з'являється помітна невизначеність, і цінність загального результату знижується. Оцінку маси газу виходить куди більш точною.

У своїй роботі р-н Макгі постарався знизити невизначеність результатів, обмежившись 47 галактиками, в яких маса газу перевищує зоряну. Як виявилося, МОНД дає прекрасне відповідність експериментальним даними, причому підбирати параметри тут немає необхідності. «Чорти лінію – і експериментальні точки потрапляють прямо на неї, – говорить автор. – Все просто і зрозуміло ».

Відібрані для дослідження галактики лежать над червоною прямий і відрізняються тим, що маса газу в них перевершує зоряну. (Ілюстрація з журналу Physical Review Letters.)

Співвідношення Туллі – Фішера для галактик з великою масою рза і пророкування МОНД (ілюстрація з журналу Physical Review Letters).

Навпаки, у разі теорії темної матерії для відтворення досвідчених даних потрібна тонка настройка. Дійсно, галактики з однаковою масою темної матерії можуть мати різні зоряні маси, і чекати чіткої відповідності було б наївно.

Зрозуміло, у МОНД є свої проблеми, і в деяких областях вона поступається темної матерії. «Я думаю, питання про те, працює МОНД чи ні, не так вже й важливий, – коментує астрофізик Джеррі Селлвуд (Jerry Sellwood) з Університету Ратджерса. – Найважливіше було показати, що теорія холодної темної матерії далека від ідеалу ».

За матеріалами: ScienceNOW

Tweet

РОЗРОБКА ВЕБ-САЙТІВ, ПРОСУВАННЯ В ІНТЕРНЕТІ