Новое исследование, проведённое исследователями из Калифорнийского университета в Ирвайне, посвящено фундаментальным дебатам в астрофизике: необходимо ли существование невидимой тёмной материи, чтобы объяснить, как Вселенная работает так, как она работает, или физики могут объяснить, как всё работает, основываясь исключительно на материи, которую мы можем наблюдать напрямую?
“Наша статья показывает, как мы можем использовать реальные, наблюдаемые взаимосвязи в качестве основы для проверки двух разных моделей описания Вселенной”, – сказал доктор Франсиско Меркадо, научный сотрудник колледжа Помона.
Исследователи предложили мощный тест, позволяющий отличить две модели. Тест включал в себя компьютерное моделирование с обоими типами материи – нормальной и тёмной – чтобы объяснить наличие интригующих особенностей, измеренных в реальных галактиках.
Ожидается, что обнаруженные учёными особенности галактик появятся во Вселенной с тёмной материей, но их будет трудно объяснить во Вселенной без неё.
Исследователи показали, что такие особенности появляются при наблюдениях многих реальных галактик. Если мы примем эти данные за чистую монету, это ещё раз подтвердит позицию модели тёмной материи как модели, которая лучше всего описывает Вселенную, в которой мы живём.
Эти особенности описывают закономерности движения звёзд и газа в галактиках, которые кажутся возможными только во Вселенной с тёмной материей.
“Наблюдаемые галактики, похоже, подчиняются тесной взаимосвязи между материей, которую мы видим, и предполагаемой тёмной материей, которую мы обнаруживаем, настолько, что некоторые предполагают, что то, что мы называем тёмной материей, на самом деле является свидетельством того, что наша теория гравитации ошибочна”, – сказал профессор Джеймс Баллок.
Исследователи показали, что тёмная материя не только предсказывает взаимосвязь, но и для многих галактик она может объяснить то, что мы видим, более естественно, чем модифицированная гравитация. Эти особенности также проявляются в наблюдениях, сделанных сторонниками Вселенной, свободной от тёмной материи.
“Наблюдения, которые мы изучали – те самые наблюдения, в которых мы обнаружили эти особенности – были проведены приверженцами теорий отсутствия тёмной материи”, – сказал доктор Хорхе Морено, исследователь из колледжа Помона.
Несмотря на их очевидное присутствие, это сообщество практически не проводило анализ этих функций. Чтобы начать разговор, потребовались такие люди, как мы, учёные, работающие как с обычной, так и с тёмной материей.
Астрономы ожидают, что после исследования последуют дебаты в нашем исследовательском сообществе. Возможно появятся некоторые точки соприкосновения. Когда звёзды рождаются и умирают, они взрываются сверхновыми, которые могут формировать центры галактик, что естественным образом объясняет существование этих особенностей.
Проще говоря, особенности, которые исследователи изучали в наблюдениях, требуют как существования тёмной материи, так и учета физики нормальной материи.