Противоречивое открытие вызвало ажиотаж в научном мире

Противоречивая новая теория гравитации исключает необходимость в темной материи. В статье профессора Калифорнийского университета говорится, что "шаткое" пространство-время могло бы вместо этого объяснить расширение Вселенной и вращение галактик.

Согласно общепринятой научной мудрости, предполагается, что темная материя составляет 85% массы Вселенной, пишет The Guardian. Но сторонники радикально новой теории гравитации, в которой пространство-время "шатко", говорят, что их подход может сделать неуловимую субстанцию устаревшей.

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 гонялась в течение нескольких десятилетий. Теорию еще предстоит тщательно протестировать, но последние заявления вызывают ажиотаж в мире физики, отмечает The Guardian.

Анонсируя статью, профессор Джонатан Оппенгейм из Университетского колледжа Лондона подчеркнуо: "Ребята, 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 свидетельств существования темной материи, но ее природа остается загадочной, и поиски с помощью Большого адронного коллайдера ни к чему не привели. В прошлом году Европейское космическое агентство запустило миссию Euclid, целью которой было составить космическую карту темной материи.

Последняя статья, опубликованная на веб-сайте Arxiv и еще 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 каких-либо прямых доказательств существования темной энергии или темной материи естественно задаться вопросом, могут ли они быть ненужными научными конструкциями, такими как небесные сферы, эфир или планета Вулкан, все из которых были заменены более простыми объяснениями, - говорится в статье. – Гравитация имеет долгую историю обмана".

В данном случае предлагается более простое объяснение - "постквантовая теория классической гравитации" Оппенгейма. Профессор Калифорнийского университета потратил последние пять лет на разработку подхода, целью которого является объединение двух столпов современной физики: квантовой теории и общей теории относительности Эйнштейна, которые принципиально несовместимы.

Теория Оппенгейма рассматривает ткань пространства-времени как гладкую и непрерывную (классическую), но по своей сути неустойчивую. Скорость, с которой потоки времени будут случайным образом колебаться, подобно бурлящему потоку, пространство будет случайным образом искривлено, а время будет расходиться в разных частях Вселенной. Теория также предполагает внутреннее нарушение предсказуемости.

В статье утверждается, что такой взгляд на Вселенную может объяснить знаковые наблюдения вращающихся галактик, которые привели к "открытию" темной материи. Звезды на краях галактик, где гравитация, как ожидается, будет самой слабой, исходя из видимой материи, должны вращаться медленнее, чем звезды в центре. Но на самом деле орбитальное движение звезд не прекращается. Исходя из этого, астрономы сделали вывод о наличии ореола невидимой (темной) материи, оказывающей гравитационное притяжение.

В подходе Оппенгейма дополнительная энергия, необходимая для удержания звезд на орбите, обеспечивается случайными флуктуациями в пространстве-времени, которые, по сути, добавляют фоновый шум гравитации. Это было бы незначительно при взаимодействии с высокой гравитацией, таком как вращение Земли вокруг Солнца. Но в условиях низкой гравитации, таких как окраины галактики, это явление доминировало бы – и в совокупности могло бы составлять большую часть энергии во Вселенной.

"Мы показываем, что это может объяснить расширение Вселенной и кривые вращения галактик без необходимости в темной материи или темной энергии, - отмечаеи Оппенгейм на платформе X. – Однако мы призываем к осторожности, поскольку есть и другие косвенные доказательства существования темной материи, поэтому необходимы дальнейшие расчеты и сравнение с данными. Но если это верно, то окажется, что 95% энергии во Вселенной происходит из-за неустойчивой природы пространства-времени, сигнализируя либо о фундаментальном нарушении предсказуемости физики, либо о том, что мы погружены в среду, которая не подчиняется законам классической или квантовой теории".

Не все в этом убеждены, в том числе известные теоретики профессор Карло Ровелли и профессор Джефф Пенингтон, которые заключили с Оппенгеймом пари с коэффициентом 5000:1 на то, что его теория окажется верной.

"Я думаю, это хорошо, что физики исследуют широкий спектр подходов к очень сложным проблемам, таким как объединение квантовой механики с гравитацией", - сказал Пенингтон.

"Лично я не думаю, что этот конкретный подход, скорее всего, будет правильным. Очевидно, что я вкладываю свои деньги в то, что говорю, и в недавних статьях нет ничего нового, что заставило бы меня изменить эту оценку".

Другие проявляют больше энтузиазма. "Я думаю, что авторы подошли к чему-то действительно интересному, исследуя некоторые красивые и новые идеи", - считает профессор Эндрю Понтцен, космолог из Университетского колледжа Лондона. "Однако проблема замены темной материи заключается в том, что существует так много различных свидетельств, указывающих на ее присутствие. Пока они рассмотрели только одно из этих направлений. Только время покажет, смогут ли новые идеи действительно объяснить огромное разнообразие явлений, указывающих на темную материю".

Андрей Яшлавский