Астрономи поставили під сумнів фундаментальні уявлення про природу темної матерії

Нове дослідження Раджендри Ґупти, ад’юнкт-професора кафедри фізики Оттавського університету, ставить під сумнів існування темної матерії та темної енергії. Науковець припускає, що спостережувані космічні явища можуть пояснюватися поступовим ослабленням фундаментальних сил природи з плином часу.

Протягом багатьох років учені вважали, що темна матерія та темна енергія становлять більшість Всесвіту. Ґупта пропонує альтернативне пояснення: якщо основні сили природи, зокрема гравітація, змінюються впродовж часу і простору, це може пояснити обертання галактик, їх еволюцію та прискорене розширення Всесвіту.

“Сили Всесвіту в середньому слабшають у міру його розширення. Це створює ілюзію загадкового поштовху, який нібито змушує його розширюватися швидше, тобто темної енергії”, — пояснює професор. На менших масштабах у межах галактик або скупчень зміна сили гравітації створює додатковий гравітаційний ефект, який раніше пояснювали темною матерією.

У новій роботі Ґупта застосував свою модель до кривих обертання галактик. Ключову роль відіграє параметр α, який поводиться як додатковий компонент у рівняннях гравітації. Цей параметр змінюється залежно від розподілу звичайної матерії — зірок, планет, газу. У місцях з високою густиною матерії додаткова гравітація менша, а там, де її мало — більша.

Модель відтворює спостережувані “пласкі криві обертання”, коли зорі на околицях галактик рухаються швидше за очікуване. Дослідник стверджує, що підхід може розв’язати проблему швидкого формування масивних галактик у ранньому Всесвіті без екзотичних частинок або порушення законів фізики.

Варто зазначити критичні обмеження цієї гіпотези. По-перше, темна матерія підтверджується множинними незалежними спостереженнями: гравітаційним лінзуванням, розподілом космічного мікрохвильового випромінювання, структурою великомасштабних космічних структур. По-друге, стандартна космологічна модель Lamb­da-CDM успішно пояснює широкий спектр спостережень і підтверджена десятиліттями досліджень.

По-третє, зміна фундаментальних констант у часі має узгоджуватися з численними фізичними обмеженнями з лабораторних експериментів і астрономічних спостережень, які поки цього не підтверджують. По-четверте, модель має пройти ретельну перевірку науковою спільнотою та пояснити всі наявні спостережні дані так само успішно, як чинна парадигма.

Хоча альтернативні теорії гравітації та космології важливі для наукового прогресу, твердження про повне виключення темної матерії та темної енергії вимагає надзвичайних доказів і залишається високо спекулятивним до отримання широкого наукового консенсусу.