Ученые обнаружили расхождение Стандартной модели Вселенной с реальностью
Значительные расхождения стандартной модели космологии с реальными наблюдениями в эволюции галактик обнаружили исследователи из Боннского университета, сообщает 5 февраля портал phys.org.
Исследователи из Боннского университета, а также Сент-Эндрюсского университета в Шотландии и Карлова университета в Чехии изучили эволюцию галактик в рамках стандартной модели космологии и обнаружили значительные расхождения с реальными наблюдениями.
В исследовании отмечается, что большинство галактик, видимых с Земли, напоминают плоский диск с утолщенным центром. Однако согласно Стандартной модели космологии такие диски должны образовываться довольно редко. Это происходит вследствие того, что в модели каждая галактика окружена ореолом темной материи. Она невидима, но из-за своей массы оказывает сильное гравитационное притяжение на близлежащие галактики.
«Вот почему мы продолжаем наблюдать, как галактики сливаются друг с другом в модели вселенной», — объясняет профессор из Института радиационной и ядерной физики им. Гельмгольца Боннского университета доктор Павел Крупа.
Этот сбой имеет два эффекта, объясняет физик: «Во-первых, галактики проникают в процесс, разрушая форму диска. Во-вторых, он уменьшает угловой момент новой галактики, созданной слиянием». То есть это значительно снижает его скорость вращения. Вращательное движение обычно гарантирует, что центробежные силы, действующие во время этого процесса, вызывают образование нового диска. Однако, если угловой момент слишком мал, новый диск вообще не образуется.
В новом исследовании аспирант Мориц Хасльбауэр возглавил международную исследовательскую группу для изучения эволюции Вселенной с использованием новейших моделей суперкомпьютера. Расчеты, основанные на Стандартной модели космологии показали, какие галактики должны были сформироваться к сегодняшнему дню, если бы эта теория была верна.
Затем исследователи сравнили свои результаты с тем, что известно астрономам на сегодняшний день, согласно наблюдениям реальной Вселенной, видимой с Земли.
«Здесь мы столкнулись со значительным несоответствием между предсказанием и реальностью. По-видимому, существует значительно больше галактик с плоским диском, чем может быть объяснено теорией. Существует серьезное различие между теорией и наблюдением, которое невозможно исправить», — отмечает Хаслбауэр.
Ситуация меняется для альтернативы Стандартной модели, в которой темная материя отсутствует. В соответствии с так называемой теорией MOND (Модифицированная ньютоновская динамика), галактики не растут путем слияния друг с другом. Вместо этого они образуются из вращающихся газовых облаков, которые становятся все более и более уплотненными.
Во вселенной MOND галактики также растут, поглощая газ из своего окружения. Однако слияния взрослых галактик в MOND происходят редко.
«Наша исследовательская группа в Бонне и Праге разработала уникальные методы для выполнения расчетов в рамках этой альтернативной теории. Предсказания MOND согласуются с тем, что мы видим на самом деле», — сообщили в Боннском университете.
Однако, указывается, что точные механизмы роста галактик еще полностью не изучены, даже с помощью MOND. Кроме того, в MOND законы всемирного тяготения Ньютона не применяются при определенных обстоятельствах, и их необходимо заменить правильными.
«Тем не менее, теория MOND решает все известные внегалактические космологические проблемы, несмотря на то, что изначально была сформулирована только для галактик», — говорит доктор Индранил Баник, участвовавший в этом исследовании. «Наше исследование доказывает, что у молодых физиков сегодня еще есть возможность внести значительный вклад в фундаментальную физику», — добавил Павел Крупа.
