Модифицированная ньютоновская динамика предсказала скорости галактик-спутников Туманности Андромеды

Увы, на более крупных масштабах её сбои пока не преодолены. Впрочем, сторонники теории настаивают, что у адептов тёмной материи проблем не меньше.

Стейси Макго (Stacy McGaugh) с коллегами из Западного резервного университета Кейза (США) и Мордехаем Мильгромом (Mordehai (Moti) Milgrom), представляющим Институт Вейцмана (Израиль), попробовал применить теорию модифицированной ньютоновской динамики для расчёта распределения скоростей карликовых галактик-спутников Туманности Андромеды, отстоящей от нас на 2,5 млн световых лет.

Находящиеся там спутниковые галактики по форме близки к сферам, они не очень ярки и состоят лишь из нескольких сотен тысяч звёзд каждая. Однако их скорость являет собой давнюю загадку и служит одним из ключевых аргументов в пользу тёмной материи.

Общепринятая теория гравитации считает, что чем дальше объект отстоит от центра вращающейся системы, тем ниже его скорость. Скажем, Нептун вращается медленнее планет, находящихся ближе него к Солнцу, и т. д. Однако для карликовых галактик-спутников Млечного Пути и соседней Туманности Андромеды эта закономерность не соблюдается. В итоге сегодня постулируется, что для обеспечения имеющейся огромной скорости вращения тамошних мини-галактик им нужно содержать в себе огромное же количество тёмной материи, которая при этом должна по минимуму присутствовать в центральной части той же Туманности Андромеды. Многим астрономам не нравится это объяснение «того, что мы видим, но не понимаем, с помощью того, что мы вроде бы понимаем, но при этом не видим». Именно такие мотивы руководили г-ном Мильгромом, когда 30 лет назад он разработал теорию модифицированной ньютоновской динамики (MOND), утверждающей, что для малых ускорений закон всемирного тяготения Ньютона может не работать, и F может быть не равно m•a.

Так вот, авторы рассматриваемой работы полагают, что коль скоро скорости объектов исследования совпали с предположениями модифицированной ньютоновской динамики, то это весомо говорит в её пользу. «Вот что на кону: состоит ли Вселенная в основном из невидимой субстанции, которая настойчиво избегает обнаружения в лаборатории, или же мы обязаны модифицировать нашу самую фундаментальную теорию — закон всемирного тяготения», — категоричен Стейси Макго.

Увы, мы можем лишь частично согласиться с ним. Действительно, карликовые галактики-спутники подозрительно совпадают с теорией г-на Мильгрома. Но это, вообще говоря, не новость: ранее с предсказаниями данной теории совпадали кривые вращения карликовых галактик, обитающих у Млечного Пути. Причём расчёты были сделаны ещё до получения точных данных о скоростях галактик, то есть о подгонке речь не шла. Одна беда — при приложении MOND к галактическим скоплениям картина была обратной и, напротив, совпадала с предсказаниями сторонников тёмной материи (ТМ).

Однако адепты этой концепции не унывают. «Влияние галактики-хозяина [на спутники] может позволить точно сказать, кто прав — сторонник ТМ или MOND, — уверен г-н Макго. — Тёмная материя должна обеспечивать кокон для звёзд галактик-карликов [находящихся близко к хозяину], практически исключая влияние хозяина на звёзды карликов. Если же верна MOND, влияние галактики-хозяина будет более значимым».


В попытке найти такое влияние астрономы проанализировали поведение тех карликовых галактик, что ближе к Туманности Андромеды, а также находящихся дальше. По их словам, разницу во взаимодействии, вроде бы указывающую на правоту MOND, найти удалось, но она была «слабой».

Отчёт об исследовании принят к публикации в Astrophysical Journal, а его препринт можно полистать на сайте arXiv.

Подготовлено по материалам Западного резервного университета Кейза.