Вселенная что-то скрывает.
Проще говоря, звезды на окраинах галактик вращаются вокруг своих центральных ядер быстрее, чем ожидалось, исходя из современной физики. В более крупных масштабах скопления галактик кажутся более плотными, как будто они тяжелее, чем наблюдается. Кроме того, многие теории о происхождении Большого взрыва предполагают, что материи должно быть больше, чем обнаружено в настоящее время.
Вселенная может таить в себе более глубокие загадки, чем мы сейчас представляем, или, возможно, фундаментальные законы физики не такие, как мы предполагаем. В то время как большинство астрофизиков и космологов предпочитают существование темной материи для объяснения наблюдаемых явлений, некоторые исследователи продолжают исследовать альтернативные теории, которые могли бы объяснить характеристики Вселенной, не ссылаясь на это неуловимое вещество.
Inverse провела беседы со специалистами в области темной материи и космических законов, чтобы глубже проникнуть в загадочное устройство Вселенной и разгадать ее тайны.
Скрытая масса или новые правила физики?
Примерно 5% наблюдаемого содержимого Вселенной состоит из знакомых элементов, таких как планеты, звезды и газовые облака. Однако, по оценкам ученых, около 70% всего космоса состоит из загадочной силы, известной как темная энергия. Считается, что эта неуловимая сила ответственна за продолжающееся расширение Вселенной. Остальные 25% состоят из загадочного вещества, называемого темной материей.
Темная материя никак не взаимодействует со светом, будь то поглощение, излучение или отражение. Кроме того, в большинстве ситуаций он, похоже, подчиняется иным правилам, чем обычная материя. Гипотетически можно было бы пройти сквозь стену из темной материи, не заметив никаких изменений. Единственным исключением из этого правила является гравитация: темная материя обладает массой и, следовательно, оказывает гравитационное воздействие. В больших масштабах эта сила играет решающую роль в структуре галактик, скоплений галактик и Вселенной в целом.
Проще говоря, концепция темной материи может показаться странной, но она эффективно решает загадку. Предполагаемое количество этой невидимой материи, образовавшейся во время Большого взрыва, похоже, соответствует невидимой массе, которая, как полагают, влияет на движение галактик и других небесных тел. Эта невидимая масса помогает поддерживать баланс в наших физических уравнениях и обеспечивает правдоподобное объяснение различных наблюдаемых явлений во Вселенной.
Хотя темная материя не участвует во взаимодействиях со светом или материей, что делает невозможным ее непосредственное обнаружение, ученые могут наблюдать ее влияние только через гравитационное воздействие на окружающую Вселенную. Эта неопределенность способствует постоянным исследованиям некоторых физиков и космологов в поисках альтернативных объяснений.
Интригующим претендентом на загадку темной материи является Модифицированная ньютоновская динамика (МОНД). МОНД представляет альтернативный взгляд на поведение гравитации, предполагая, что при определенных обстоятельствах оно отклоняется от первоначального описания Исаака Ньютона. Согласно этой теории, гравитационная сила, действующая на объект, уменьшается менее резко с увеличением расстояния по сравнению с законами Ньютона. Эта тонкая разница в эффекте гравитации может объяснить, почему галактики, кажется, обладают большей массой на своих окраинах, чем видно.
Астрофизик Себастьен Комерон из Inverse рассказывает, что такие модели, как MOND, эффективно отражают характеристики галактик; однако они часто терпят неудачу, когда дело доходит до объяснения крупномасштабной структуры Вселенной. Для того чтобы новая гипотеза заменила темную материю, важно, чтобы она давала объяснение всем наблюдаемым явлениям, охватывающим как большие, так и малые масштабы.
Более недавнее исследование, возглавляемое космологом Раджендрой Гуптой, предложило новый взгляд на существующую проблему. Гупта ранее намекал на возможность того, что возраст Вселенной может составлять примерно 26,7 миллиардов лет, что почти вдвое превышает наши текущие данные. Более того, он предположил, что правила физики могут быть не такими последовательными, как считалось ранее.
Гупта объяснил Inverse, что он размышлял над проблемой, которую обычно называют «сложной проблемой ранних галактик». По словам астрономов, когда они наблюдают далекую первоначальную Вселенную с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), они сталкиваются с галактиками, которые кажутся более массивными и упорядоченными, чем ожидалось. Предполагалось, что всего через миллиард лет после Большого взрыва у галактик не было достаточно времени, чтобы накопить такое значительное количество массы. Та же проблема актуальна и для некоторых из самых ранних сверхмассивных черных дыр во Вселенной.
Открытия этих удивительно развитых ранних галактик ставят под сомнение наше нынешнее понимание процесса развития и созревания как сверхмассивных черных дыр, так и родительских галактик.
Гупта решил проблему «ранних галактик, не поддающихся объяснению», предложив новую модель Вселенной. Эта теория основана на двух давних концепциях: идее о том, что свет теряет энергию при движении в пространстве (усталый свет), и гипотезе о том, что фундаментальные законы, управляющие нашей Вселенной, такие как гравитация, меняются с расстоянием. По мнению Гупты, эти изменения приводят к появлению различных характеристик света при наблюдении JWST, из-за чего Вселенная кажется моложе своего фактического возраста.
Модель также предполагает еще один вывод: темной материи и темной энергии не существует.
Согласно модели Гупты, Вселенная содержит ровно столько обычной материи, сколько необходимо для объяснений, и темная материя не нужна. Кроме того, эта модель не включает в себя темную энергию. Вместо этого в этой новой теории ускоренное расширение Вселенной объясняется ослаблением сил природы.
однако это предложение сталкивается с несколькими проблемами. Начнем с того, что концепция «уставшего света» и гипотеза изменения физических констант, таких как гравитация, уже довольно давно были оставлены учеными из-за несоответствия тому, как мы понимаем функции Вселенной на основе наблюдений.
Космолог Кайки Иноуэ делится своими мыслями с Inverse, выражая интригу по поводу предположения, что недавно обнаруженные компактные яркие галактики с высоким красным смещением можно объяснить корректировкой только двух новых параметров, влияющих на свойства фотонов. Однако он предупреждает, что неясно, сможет ли эта модель объяснить другие наблюдения, такие как расхождения во внешнем виде космического микроволнового фона с разных точек зрения и формирование скоплений галактик и более крупных структур. Поэтому Иноуэ считает эту идею интригующей, но еще не дающей исчерпывающего объяснения.
Не делайте ставки против темной материи
По мнению Комерона, важно учитывать новые идеи и подходы, даже если они кажутся нетрадиционными. Однако я лично считаю, что шансы на то, что это конкретное направление исследований даст ответы на загадки космологии, весьма невелики.
Модифицированные теории гравитации, такие как MOND, еще не доказали, что они хорошо согласуются с предложенной Гуптой моделью Вселенной.
Интригующим моментом существования темной материи является ее очевидное противоречие с нашими наблюдениями. Не так давно исследователи под руководством Комерона обнаружили галактику, лишенную темной материи – явление необычное, но не беспрецедентное. Если мы наблюдаем другие физические правила, а не невидимую материю, эти законы должны последовательно управлять всеми галактиками.
Комерон говорит, что его иногда привлекала идея альтернативной гравитации, но необычные черты NGC 1277 дают ему понять, что темная материя является обоснованной концепцией. Если темную материю можно объяснить изменением гравитации, кажется странным, что это изменение произойдет только в большинстве галактик, но не в других. С другой стороны, могут быть объяснения выброса темной материи из галактик с различным фоном формирования или взаимодействия.
По мнению большинства астрофизиков и космологов, это, по-видимому, широко распространенное убеждение: прямое измерение темной материи еще не достигнуто, что оставляет некоторые сомнения в ее реальности. Однако Иноуэ и его команда недавно применили гравитационное линзирование, чтобы проследить распределение темной материи в определенной области Вселенной, в то время как другие продолжают свои усилия по идентификации ее компонентов и пониманию ее характеристик.
«Я бы не стал ставить деньги против темной материи», — говорит Комерон.
Смотрите также
- Дом Дракона 2 сезон: Является ли Рейнира Таргариен бисексуалкой и что привело к поцелую между ней и Мисарией?
- Руководство Джета Кордо по наследию «Звездных войн вне закона»: расположение хранилищ на Тошаре и Киджими
- Бен Аффлек не смог оторваться от Дженнифер Лопес во время бранча на выходных? Пикантные подробности ЗДЕСЬ
- Поцелуй Рейниры и Мисарии в «Доме Дракона» не был написан по сценарию
- Джеймс МакЭвой говорит, что он «всегда готов» вернуться во вселенную Людей Икс, когда «есть хороший материал»
- Как выманить Фредди из зоны безопасности в FNAF: Into The Pit
- «Чувствую, что развивается язва»: выпускница SNL Ларейн Ньюман называет номинантов «Медведя» в категориях комедий
- 20 лет назад Джуд Лоу снял недооцененный научно-фантастический фильм, опередивший свое время
- Тестовый проект
- Почему звезда «Убить Билла» Майкл Мэдсен подал на развод с женой ДеАнной после 28 лет совместной жизни? Вот все, что мы знаем
2024-04-15 17:48