Новая и дерзкая гравитационная гипотеза успешно прошла первую проверку

Новая и весьма спорная гипотеза о нашем неправильном понимании гравитации только что успешно справилась со своим первым испытанием. Впервые предложенная в 2010 году, эта гипотеза настаивает на том, что гравитация может появляться и вести себя совсем не так, как это описывается Эйнштейном. При этом проведенное независимое исследование более 30 000 галактик позволило найти первое доказательство в пользу такого мнения.

Саму гипотезу в научных кругах неофициально называют «гипотезой гравитации Верлинде». Ее выдвинул голландский физик-теоретик Эрик Верлинде из Амстердамского университета. И определенные круги считают, что если она и дальше сможет выдерживать новые проверки, то в конечном итоге может получиться так, что она заставит нас полностью пересмотреть наши вековые знания о физике и в том числе отказаться от всяческих идей, связанных с темной материей.

Некоторые считают, что эта гипотеза может являться частью более общей загадки, решение которой поставит нас на один шаг ближе к открытию святого Грааля современной физики - так называемой долгожданной «теории всего», которая без труда сможет объединить наблюдаемые эффекты законов классической физики с более тонким, неочевидным и гораздо более загадочным миром квантовой механики.

Основной проблемой, точнее даже не проблемой, а нерешенным вопросом в нашем нынешнем понимании гравитации - несмотря на то, что эта теория принята практически всеми представителями сообщества физиков, - является то, что она не совсем способна объяснить все то, что мы наблюдаем во Вселенной.

Если говорить более конкретно, исследования показывают, что во Вселенной - и особенно в нашей галактике - имеется гораздо больше гравитации, чем той видимой материи, которая ее производит.

Эту нестыковку ученые пытаются объяснить присутствием так называемой темной материи - загадочной силы Вселенной, которую мы не видим, но которая создает всю эту «лишнюю» гравитацию. Однако несмотря на десятилетия поисков и открытия многих кандидатов на роль частиц этой самой темной материи, исследователи даже близко не подобрались к тому моменту, чтобы наконец найти эту невидимую субстанцию.

Идея Верлинде, в свою очередь, говорит о том, что нам не нужна никакая материя, чтобы объяснить то, как работает Вселенная. Вместо этого нам необходимо пересмотреть то, чем на самом деле является гравитация.

По мнению Верлинде, гравитация совсем не является фундаментальной силой природы. Она скорее является временным возникающим феноменом. Она как температура, которая повышается с движением микроскопических частиц и снижается с их замедлением. Другими словами, гравитация является побочным эффектом, а не причиной того, что происходит во Вселенной.

С момента выдвижения этой гипотезы она ни разу не подвергалась проверке. Однако, благодаря исследовательской группе из Лейденского университета Нидерландов, наконец пришло и ее время. И вот тут начинается самое интересное. Дело в том, что в ходе проверки были установлены факты и доказательства ее жизнепригодности. Команда ученых под руководством Марго Брауэр исследовала специфику распределения видимой материи в более чем 33 000 галактиках. Согласно отчету ученых, то, что они обнаружили, можно в действительности объяснить и без принятия во внимание темной материи, если использовать гипотезу гравитации Верлинде.

Проверка проводилась с использованием гравитационного линзирования - эффекта, при котором галактики, расположенные ближе к нам, способны фактически изгибать свет более удаленных галактик, расположенных за ними. Этот эффект является одним из широко применяемых способов для измерения объема темной материи в галактиках и наблюдения за очень удаленными от нас объектами, например, квазарами, или сверхновыми.

Ученые обнаружили, что если при использовании гравитационного линзирования принимать во внимание гипотезу гравитации Верлинде, то результаты наблюдений полностью соответствуют реальным наблюдениям и без принятия во внимание темной материи. Исследователи сравнили свои результаты с предсказаниями, описанными в общей теории относительности Эйнштейна, а затем с гипотезой Верлинде, при этом выяснив, что их можно подстроить в обоих случаях. Более того, при использовании гипотезы гравитации Верлинде предсказания соответствовали фактическим наблюдениям и без использования свободных параметров - параметров, которые можно изменять для того, чтобы результаты наблюдений можно было считать соответствующими той или иной гипотезе.

«Модель темной материи на самом деле выглядит более убедительной благодаря наличию огромного набора собранных данных», - говорит Брауэр.

«Но если посмотреть на вопрос с математической точки зрения и принять во внимание тот факт, что гипотеза Верлинде выдержала "первый удар" без каких-либо свободных параметров, в то время как модель Вселенной с темной материей без них не обходится, то уже более убедительной выглядит модель Верлинде».

Важно понимать, что это лишь только первый тест гипотезы Верлинде. И вряд ли принятое в начале прошлого столетия и широко распространившееся впоследствии мнение о гравитации и темной материи так легко сдастся и уступит место современному и дерзкому предположению.

Может, гипотеза Верлинде и выглядит молодцом без участия загадочной темной материи, но она тоже не способна объяснить всего того, что мы видим во Вселенной. Поэтому на этом фоне у идеи Верлинде начинают появляться и первые явные противники. Например, Любос Мотл, чешский физик-теоретик и ярый сторонник теории струн, очень нелестно отозвался об идеях Верлинде, заявив следующее:

«Я бы не назвал этот кусок макулатуры даже курсовой студенческой работой».

Следует четко понимать, что наше нынешние понимание гравитации, основанное на общей теории относительности Эйнштейна, никуда не собирается уходить. По крайней мере в ближайшее время. Однако гипотеза Верлинде тоже пока не готова сдаваться.

«Сейчас основным вопросом является следующее: как она будет развиваться в теорию и каким образом проверяться», - говорит Брауэр.

«Но, как бы там ни было, результаты первой проверки выглядят очень интересными».