Американские и канадские ученые представили альтернативную теорию, которая ставит под сомнение существование темной материи и темной энергии — элементов, традиционно считающихся ключевыми составляющими Вселенной. Согласно их исследованию, феномены, которые астрономы объясняли присутствием этих невидимых субстанций, на самом деле могут быть следствием постепенного ослабления фундаментальных сил по мере старения Вселенной.
Об этом сообщает ProIT
Как ослабление сил влияет на космические процессы
Исследовательская группа под руководством профессора Раджендры Гупты из Оттавского университета подчеркивает: если фундаментальные силы, такие как гравитация, изменяются с течением времени и пространства, это может объяснить множество загадочных космических явлений — от вращения галактик до ускоренного расширения Вселенной. Ученые уверены, что наблюдаемые эффекты, которые традиционно приписываются темной материи и энергии, являются иллюзией, созданной изменением констант природы.
«Силы Вселенной на самом деле в среднем ослабевают по мере ее расширения. Это ослабление создает впечатление, будто существует некий таинственный толчок, который ускоряет расширение Вселенной (который определяется как темная энергия). Однако в масштабах галактик и скоплений галактик изменение этих сил в гравитационно связанном пространстве приводит к появлению дополнительной гравитации (которая считается обусловленной темной материей). Но это может быть лишь иллюзией, возникающей из-за эволюции констант, определяющих интенсивность этих взаимодействий”, — объясняет Раджендра Гупта.
По словам исследователей, стандартная модель Вселенной требует отдельных уравнений для объяснения космологических и астрофизических явлений, используя понятия темной материи и энергии. Вместо этого их подход позволяет описать все наблюдения единым уравнением без введения дополнительных невидимых субстанций. Новый подход объясняет такие явления, как вращение галактик, их скопления и гравитационное линзирование света, лишь с учетом изменений фундаментальных констант в стареющей и неоднородной Вселенной.
Новый параметр α и эволюция космических структур
В рамках новой модели центральную роль играет параметр α, который возникает в результате изменения констант связей. В космологическом масштабе α считается постоянной, определяясь путем анализа спектров сверхновых. Однако в пределах галактик, где материя распределена неоднородно, значение α также изменяется, что влияет на дополнительный гравитационный эффект в зависимости от концентрации материи.
Согласно этой теории, там, где обычной материи больше, дополнительный эффект гравитации меньше, а там, где ее меньше — больше. Это позволяет не вводить понятие гало темной материи вокруг галактик, так как α самостоятельно воспроизводит наблюдаемые «плоские кривые вращения», когда звезды на окраинах галактик движутся быстрее, чем предсказывает классическая гравитация.
Профессор Гупта утверждает, что предложенная модель снимает необходимость в поиске экзотических частиц или нарушении физических законов. Расширение временной шкалы формирования структур во Вселенной почти удваивает ее возраст, благодаря чему легче объяснить быстрое образование массивных галактик и черных дыр на ранних этапах эволюции Вселенной.
Теория также намекает, что многолетние попытки экспериментально обнаружить частицы темной материи могут быть напрасными — даже в случае их обнаружения их масса должна быть значительно больше массы обычной материи. Публикация результатов исследования появилась в журнале Galaxies.