Эксклюзив: в статье профессора Университетского колледжа Лондона (UCL) говорится, что «колеблющееся» пространство-время может объяснить расширение Вселенной и вращение галактик.

Согласно общепринятым научным представлениям, на темную материю приходится 85 % массы Вселенной. Но сторонники радикальной новой теории гравитации, в которой пространство-время «колеблется», утверждают, что их подход может сделать неуловимую субстанцию неактуальной.

Это предположение, изложенное в новой статье, поднимает спорную возможность того, что темная материя, которая никогда не наблюдалась непосредственно, является миражом, за которым значительная часть физического сообщества гоняется уже несколько десятилетий. Теория рассматривается как совершенно левая и ее еще предстоит тщательно проверить, но последние утверждения вызывают переполох в мире физики.

Анонсируя работу на сайте X, профессор Джонатан Оппенгейм из Университетского колледжа Лондона сказал: «Друзья, кажется, что-то происходит. Мы показываем, что наша теория гравитации… может объяснить расширение Вселенной и вращение галактик без темной материи или темной энергии».

Существует множество доказательств существования темной материи, но ее природа остается загадочной, а поиски на Большом адронном коллайдере не дали результатов. В прошлом году Европейское космическое агентство запустило миссию «Эвклид», целью которой является составление космической карты темной материи.

Последняя работа, опубликованная на сайте Arxiv и ещё не прошедшая рецензирование, поднимает вопрос о том, существует ли она вообще, проводя параллели между темной материей и ошибочными концепциями прошлого, такими как «эфир», невидимая субстанция, которая, как считалось, пронизывает все пространство.

«В отсутствие прямых доказательств существования темной энергии и темной материи естественно задаться вопросом, не являются ли они ненужными научными конструкциями, подобно небесным сферам, эфиру или планете Вулкан, которые были заменены более простыми объяснениями», — говорится в статье. «Гравитация имеет долгую историю заблуждений».

В данном случае предлагается более простое объяснение — «постквантовая теория классической гравитации» Оппенгейма. Профессор Калифорнийского университета потратил последние пять лет на разработку этого подхода, который призван объединить два столпа современной физики: квантовую теорию и общую теорию относительности Эйнштейна, которые математически в корне несовместимы.

Теория Оппенгейма, опубликованная в журнале Physical Review X, представляет ткань пространства-времени как гладкую и непрерывную (классическую), но по своей сути неустойчивую. Скорость течения времени будет случайным образом колебаться, подобно бурлящему потоку, пространство будет бессистемно искривляться, а время будет расходиться в разных участках Вселенной. Теория также предполагает внутреннее нарушение предсказуемости.

В работе, написанной Оппенгеймом и Андреа Руссо, аспирантом Калифорнийского университета, утверждается, что такой взгляд на Вселенную может объяснить знаковые наблюдения за вращающимися галактиками, которые привели к «открытию» темной материи.

Звезды на краях галактик, где гравитация, судя по видимой материи, должна быть наиболее слабой, должны вращаться медленнее, чем звезды в центре.

Но в действительности орбитальное движение звезд не замедляется. Из этого астрономы сделали вывод о наличии ореола невидимой (темной) материи, оказывающей гравитационное притяжение.

Согласно подходу Оппенгейма, дополнительная энергия, необходимая для удержания звезд на орбите, обеспечивается случайными флуктуациями в пространстве-времени, которые, по сути, усиливают фоновый гул гравитации.

В условиях сильной гравитации, например на орбите Земли вокруг Солнца, это явление было бы незначительным. Но в условиях низкой гравитации, например, на окраинах галактики, это явление будет доминировать — и в совокупности может составлять большую часть энергии во Вселенной.

«Мы показываем, что это может объяснить расширение Вселенной и кривые вращения галактик без необходимости использования темной материи или темной энергии», — сказал Оппенгейм на сайте X. «Мы, однако, призываем к осторожности, поскольку существуют и другие косвенные доказательства существования темной материи, поэтому необходимы дальнейшие расчеты и сравнение с данными.

Но если теория подтвердится, то окажется, что 95% энергии во Вселенной обусловлено неустойчивой природой пространства-времени, что свидетельствует либо о фундаментальном нарушении предсказуемости физики, либо о том, что мы погружены в среду, которая не подчиняется законам классической или квантовой теории».

Не все убеждены в этом, в том числе известные теоретики профессор Карло Ровелли и профессор Джефф Пенингтон, которые заключили с Оппенгеймом пари с коэффициентом 5 000:1 против того, что его теория окажется верной.

«Я думаю, это хорошо, что физики исследуют широкий спектр подходов к таким сложным проблемам, как объединение квантовой механики и гравитации», — говорит Пенингтон.

«Лично я не думаю, что этот конкретный подход окажется правильным. В последних работах нет ничего нового, что заставило бы меня изменить эту оценку».

Другие настроены более оптимистично. “Я думаю, что авторы подошли к чему-то действительно интересному, исследуя некоторые красивые и новаторские идеи”, — сказал профессор Эндрю Понтцен, космолог из Университетского колледжа Лондона.

“Однако проблема замены темной материи заключается в том, что существует так много различных линий доказательств, которые предполагают ее присутствие. Пока они рассмотрели только одну из этих линий. Только время покажет, смогут ли новые идеи действительно объяснить огромное разнообразие явлений, которые указывают на темную материю”.


Источник: www.theguardian.com