Настоящите теории може да не описват нашата Вселена много точно. Кредит за изображения: Музей на изящните изкуства в Брюксел и Институт за космически телескопи. Щракнете за уголемяване
Китайски астроном от Университета в Сейнт Андрюс прецизира новаторската теория на гравитацията на Айнщайн, създавайки „проста“ теория, която може да разреши тъмна загадка, която смущава астрофизиците в продължение на три четвърти век.
Нов закон за гравитацията, разработен от д-р Хонг Шен Джао и неговия белгийски сътрудник д-р Беноа Фамей от Свободния университет в Брюксел (ULB), има за цел да докаже дали теорията на Айнщайн всъщност е правилна и дали астрономическата мистерия на Тъмната материя действително съществува. Техните изследвания са публикувани на 10 февруари в базирания в САЩ Astrophysical Journal Letters. Формулата им предполага, че гравитацията спада по-малко рязко с разстоянието, както в Айнщайн, и се променя фино от слънчевите системи към галактиките и във Вселената.
Теориите на физиката на гравитацията са разработени за първи път от Исак Нютон през 1687 г. и усъвършенствани от общата теория на относителността на Алберт Айнщайн през 1905 г., за да се позволи светлинното огъване. Въпреки че е най-ранната известна сила, гравитацията все още е загадка с теории, все още непотвърдени от астрономическите наблюдения в космоса.
„Проблемът“ със златните закони на Нютон и Айнщайн е, докато работят много добре на земята, те не обясняват точно движението на звездите в галактиките и огъването на светлината. В галактиките звездите се въртят бързо около централна точка, държана в орбита от гравитационното привличане на материята в галактиката. Въпреки това астрономите откриха, че се движат твърде бързо, за да бъдат задържани от взаимната си гравитация - така че не е достатъчно гравитация, за да държи галактиките заедно, а звездите трябва да бъдат изхвърлени във всички посоки!
Решението за това, предложено от Фриц Цвики през 1933 г., беше, че в галактиките има невиждан материал, който съставлява достатъчно гравитация, за да държи галактиките заедно. Тъй като този материал не излъчва светлина, астрономите го наричат „тъмна материя“. Смята се, че представлява до 90% от материята във Вселената. Не всички учени обаче приемат теорията за тъмната материя. Съперническо решение е предложено от Моти Милгром през 1983 г. и подкрепено от Яков Бекенщайн през 2004 г. Вместо съществуването на невиждан материал, Милгром предлага астрономите да разбират гравитацията да е неправилно. Той предложи, че увеличаването на гравитацията на обикновената материя е причината за това ускорение.
Теорията на Милгром е разработена от редица астрономи оттогава, а д-р Джао и д-р Фамей предлагат нова формулировка на неговата работа, която преодолява много от проблемите, с които са се сблъсквали предишните версии.
Те са създали формула, която позволява на гравитацията да се променя непрекъснато в различни мащаби на разстоянието и най-важното - отговаря на данните за наблюдения на галактики. Да се впишат еднакво добре данни за галактиката в съперничещата парадигма на Dark Matter би било толкова предизвикателство, колкото балансирането на топка върху игла, което мотивира двамата астрономи да разгледат алтернативна идея за гравитация.
Легендата гласи, че Нютон започва да мисли за гравитацията, когато ябълка падна върху главата му, но според д-р Джао: „Не е очевидно как една ябълка ще падне в галактика. Теорията на г-н Нютон ще бъде изключена с голяма граница - ябълката му ще излети от Млечния път. Усилията за възстановяване на ябълката на хубава орбита около галактиката доведоха през годините до две школи на мисли: Тъмната материя срещу неньютоновата гравитация. Частиците от тъмната материя произлизат естествено от физиката, с красиви симетрии и обясняват красиво космологията; те са склонни да са навсякъде. Истинската загадка е как да ги държите далеч от някои кътчета на Вселената. Също така Dark Matter идва ръка за ръка с Dark Energy. Би било по-красиво, ако имаше един прост отговор на всички тези мистерии ”.
Д-р Джао, старши сътрудник на PPARC в Университета в Сейнт Андрюс, Училището по физика и астрономия и член на Асоциацията по физика на Шотландските университети (SUPA), продължи: „Винаги е имало голям шанс астрономите да пренапишат закона за гравитацията. Създадохме нова формула за гравитацията, която наричаме „простата формула“ и която всъщност е прецизиране на Милгром и Бекенщайн. То е в съответствие с данните на галактиката досега и ако прогнозите му бъдат допълнително проверени за слънчевата система и космологията, това би могло да разреши загадката на Тъмната материя. Може да успеем да отговорим на често задавани въпроси, като например дали теорията на гравитацията на Айнщайн е правилна и дали така наречената Тъмна материя действително съществува “.
„Не-нютоновата теория на гравитацията сега е напълно уточнена на всички скали чрез гладка непрекъсната функция. Той е готов колегите учени да фалшифицират. Време е да запазим откритостта си за нови полета, предвидени във формулата ни, докато продължаваме да търсим частици от тъмната материя. “
Новата формула ще бъде представена на международен семинар в Кралската обсерватория на Единбург през април, на който ще бъде дадена възможност да се тества и обсъжда преработената теория. Д-р Джао и д-р Фамай ще демонстрират новата си формула пред аудитория от експерти по темата и гравитацията от десет различни страни.
Д-р Фамей коментира: „Възможно е нито модифицираната теория на гравитацията, нито теорията на Тъмната материя, както са формулирани днес, да решат всички проблеми на галактическата динамика или космологията. Истината по принцип може да се намира между тях, но е много правдоподобно, че ни липсва нещо фундаментално за гравитацията и че ще бъде необходим коренно нов теоретичен подход за решаване на всички тези проблеми. Независимо от това, нашата формула е толкова привлекателно проста, че е изкушаващо да я разглеждаме като част от все още неизвестна фундаментална теория. Всички данни за галактиката изглежда се обясняват без усилия ”.
Оригинален източник: PPARC News Release
