Краткая история астрономии. Том 11. Темная материя

Глава 11-20-7
Ученые моделируют формирование галактик без темной материи

Февраль 2020

Впервые ученые из Боннского и Страсбургского университетов, Германия, смоделировали формирование галактик во Вселенной, в которой отсутствует темная материя. Вместо этого астрономы для воссоздания данного процесса на компьютере модифицировали законы ньютоновской динамики. Галактики, которые были получены в результате моделирования, близко напоминают те галактики, которые мы наблюдаем сегодня на небе. Согласно ученым, используемые ими исходные положения могут помочь разрешить многие загадки современной космологии. Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal.

Космологи сегодня полагают, что материя после Большого взрыва была распределена неравномерно. В местах с повышенной плотностью происходило дальнейшее накопление материи по механизму положительной обратной связи, вызываемому гравитационными силами. На протяжении нескольких миллиардов лет эти сгустки материи в конечном счете превратились в галактики, которые мы наблюдаем сегодня.

Важной составляющей этой гипотезы является темная материя. С одной стороны, она должна отвечать за изначально неравномерное распределение материи. Одновременно она объясняет некоторые несоответствия в наблюдательных данных. Например, звезды во вращающихся галактиках часто движутся с настолько высокими скоростями, что суммарная гравитация всей видимой материи галактики не может удержать их от выхода из галактики – и тем не менее звезды продолжают двигаться в составе галактики. Астрономы относят это дополнительное притяжение, «склеивающее» галактику в единое целое, на счет темной материи.

Однако темная материя до сих пор так и не была ни разу обнаружена напрямую. Одна из альтернатив этой гипотезы носит название MOND (MOdified Newtonian Dynamics, «модифицированная ньютоновская динамика»); она была предложена израильским физиком профессором Мордехаем Милгромом. Согласно этой гипотезе, в масштабе галактик уравнения ньютоновской динамики следует корректировать в сторону увеличения силы гравитационного взаимодействия.

В новой работе доктор Павел Крупа (Pavel Kroupa) из Боннского университета с коллегами построили модель формирования звезд и галактик на основе гипотезы MOND, начиная с газового облака, возникшего через несколько сотен тысяч лет после Большого взрыва. Согласно авторам, результаты моделирования показали близкое соответствие наблюдениям ночного неба при помощи современных телескопов, особенно в части распределения и скоростей звезд. Кроме того, как отмечают Крупа и его коллеги, эти расчеты дают больше спиральных и дисковых галактик, подобных Млечному пути, по сравнению с расчетами на основе гипотезы темной материи - что точнее отражает устройство современной Вселенной. Вдобавок расчеты на основе гипотезы MOND менее чувствительны к изменению ряда параметров, таких как частота сверхновых и их влияние на распределение материи в галактиках, пояснил Крупа.

_{astronews.ru, 9 февраля 2020}

_{https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20200209183141}

_{Журнал Astrophysical Journal. 2020}

_{Павел Крупа (Pavel Kroupa) из Боннского университета}