Группа физиков из США и Германии пришла к выводу, что высокая скорость звезд на периферии галактик, которая считается признаком существования темной материи, на самом деле может объясняться ненулевой массой фотона. Если этот эффект подтвердится, то исчезнет необходимость в гипотезе скрытой массы. Об этом сообщает издание Science Alert.

Черной материи нет?

Исследователи предположили, что масса фотона не является нулевой, однако намного ниже предела чувствительности современных приборов. Это должно вносить изменения в тензор энергии-импульса электромагнитного поля таким образом, что под определенными условиями электромагнитное поле порождает «отрицательное давление». Оно действует как дополнительная центростремительная сила в галактике, влияющая на межзвездный газ. Этот эффект называется натяжением Прока.

На звезды эта сила не влияет прямым образом, однако те из них, что имеют малую продолжительность жизни, сильно связаны с динамикой газа, из которого образуются. Более долгоживущие звезды, например, Солнце, испытывают на себе влияние гравитации, а не «отрицательного давления». Подробное исследование динамики таких светил позволит подтвердить или опровергнуть новую гипотезу.

На настоящий момент наблюдения показывают, что ненулевая масса фотона не может полностью объяснить скорость объектов на периферии галактики, однако вклад этого механизма может достигать 10-20 процентов.

До сих пор неизвестно, что представляет собой темная материя, и это является одной из главных нерешенных задач современной физики. Считается, что она может включать в себя трудно обнаруживаемые объекты из обычного вещества, а также не открытые элементарные частицы. В последнем случае темная материя взаимодействует с обычным, барионным, веществом только через гравитационные силы.

Вселенную расширяет частица?

Физик-теоретик Массимо Чердонио (Massimo Cerdonio) из Падуанского университета в Италии предложил объяснение несовпадению значений постоянной Хаббла, полученной с помощью различных методов определения расстояний до далеких космических объектов. Согласно теории ученого, существует неизвестная частица, изменяющая скорость расширения Вселенной, сообщает издание Live Science.

Исследователь полагает, что этой частицей является уже предсказанный, но пока не обнаруженный аксион. Этот квант поля появился в очень ранней Вселенной и в настоящее время изменяет количество темной энергии, которая участвует в расширении.

В данный момент стандартная космологическая модель «Лямбда-CDM» (ΛCDM) наиболее точно описывает эволюцию и строение Вселенной. Согласно этой модели, Вселенная имеет ненулевую положительную космологическую постоянную (лямбда-член), вызывающую ускоренное расширение.

ΛCDM позволяет вывести постоянную Хаббла, которая связывает расстояние до объекта со скоростью его удаления от наблюдателя, на основе свойств реликтового излучения (микроволнового фона), которое возникло спустя 380 тысяч лет после Большого взрыва. В этом случае постоянная Хаббла равна 67,4 километра в секунду на каждый мегапарсек. Изучение сверхновых типа Ia дало другую оценку, равную 74 километрам в секунду на каждый мегапарсек. Другие методы также дают значение выше 70 километров в секунду на мегапарсек.

Несоответствия в определении постоянной Хаббла могут объясняться изменением скорости расширения Вселенной со временем, что, в свою очередь, зависит от изменения количества темной материи.

Вселенная не расширяется, а просто толстеет

Традиционная теория гласит

Вселенная расширяется с момента «Большого Взрыва». Но астрофизик-теоретик Кристоф Веттерих предполагает, что это не расширение вообще. А просто масса всех частиц Вселенной неуклонно растет.

Мы считаем, что Вселенная расширяется, потому что все галактики в ней отталкивают друг друга. Ученые наблюдают это в красном смещении — в эффекте Доплера, который возникает, когда атомы испускают или поглощают свет.

Мы видим, что частота излучения атомов сдвигается в красную часть спектра и это есть признак того, что масса удаляется от нас. Галактики имеют это красное смещение и поэтому ученые говорят, что Вселенная расширяется.

Новая гипотеза

Но Веттерих, который работает в Гейдельбергском Университете в Германии, возражает, что характер света, испускаемого атомами определяется еще и массой их элементарных частиц, в частности электронов.

Скорость света конечна, поэтому когда мы смотрим на далекие галактик, мы заглядываем в их прошлое и видим их такими, какими они были, когда испускали свет, который мы наблюдаем.

Если все массы когда-то были меньше и постоянно увеличивались, то излучение от старых галактик будет сдвинуто в красную часть спектра, а величина красного смещения будет пропорциональна расстоянию до галактик от Земли. Таким образом, нам кажется, что галактики удаляются друг от друга, даже если этого и нет на самом деле.

Иной Мир

Вся космология выглядит совсем иначе при использовании этой альтернативной математической интерпретации красного смещения. Вселенная все еще быстро расширялась в течение недолгого периода времени, известного, как инфляция. Но до инфляции (в соответствии с гипотезой Веттериха) «Большой Взрыв» уже не имел «сингулярности», при которой плотность Вселенной была бесконечно большой. Наоборот, «Большой Взрыв» в прошлом мог растянуться на более существенное неограниченное время.

Другая Вселенная

И наша Вселенная может быть статичной, или даже начинать сжиматься.

Ух ты. Это совершенно другая картина мира, чем мы привыкли.

К сожалению (для нас) нет никакого способа проверить это. Ну, по крайней мере, пока.

Но Веттерих говорит, что его теория полезна для размышления о различных космологических моделях. И действительно, он может предложить некоторые свежие идеи о жуткой темной энергии, которая раздувает нашу Вселенную наружу все более быстрыми темпами. Источник

Вместо заключения

Проще говоря - «Большого Взрыва» не было вообще или он носил местный (локальный) характер, а наша вселенная бесконечна и безгранична и никуда не расширяется, но зато постоянно набирает вес (толстеет).

Смотрите также:
Самый-самый
Самая высокая температура во Вселенной
Самая низкая температура во Вселенной
Самые высокие горы в Солнечной системе. Top-10
Вселенная не расширяется, а просто толстеет

Но если у вселенной постоянно увеличивается масса (в том числе и масса фотона), то что с ней будет через триллионы лет? Новая сингулярность?