Теплая, темная, таинственная Неизвестная сила, спрятанная в пятом измерении

Исследовательская группа НАСА под руководством Джона Андерсона вот уже несколько лет анализирует данные о полетах межпланетных станций. Они указывают на непонятное пока воздействие, оказываемое по меньшей мере на четыре таких аппарата. Их траектории не совпадают с расчетными. По словам Андерсона, это “почти равнозначно ситуации, в которой космические корабли ведут себя в противоречии с известными законами гравитации”.

Объяснение может крыться в самых разных факторах, в частности в неизвестных науке особенностях гравитации. Специалисты не исключают и возможности воздействия на аппараты невидимого тела или скопления частиц. Правда, пока неясно, почему такие эффекты не наблюдаются в отношении планет.
Еще несколько веков назад астрономы заметили, что движение рукавов спиральных галактик не соответствует математическим расчетам. Многие поколения астрономов искали причину такого расхождения. В последние десятилетия самым распространенным объяснением этих расхождений является гипотеза о существовании во Вселенной некой материи, невидимой астрономам.
Есть много кандидатов на роль темной материи. По одним предположениям, она состоит из нейтрино или экзотических частиц, способных взаимодействовать с обычной материей лишь посредством гравитации и слабого взаимодействия. Может быть, темная материя состоит из обычного вещества, но по каким-то причинам оно не светится и поэтому невидимо для астрономов. Такими объектами могут быть коричневые карлики, чья масса недостаточна для начала термоядерного синтеза и соответственно свечения, белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры. Пока не очень ясна их возможная концентрация в галактиках.
Как раз к таким объектам, видимо, относится то небесное тело, о наблюдении которого на днях объявила международная астрономическая группа MACHO (Massive Compact Halo Object – массивные компактные объекты, находящиеся на периферии галактики). Это небесное тело было замечено при наблюдении эффекта так называемой гравитационной микролинзы (в отличие от просто гравитационных линз, вызываемых и звездными скоплениями), при котором свет далекой звезды временно усиливается от воздействия более близкого к нам и массивного объекта. “Измерив массу, расстояние и скорость, мы впервые получили полное описание массивного темного объекта”, – говорит Чарльз Алкок, профессор астрономии Пенсильванского университета.
Далеко не все специалисты согласны с гипотезой о существовании темной материи. Еще в 20-х годах прошлого века немецкие математики Теодор Калуца и Оскар Клайн попытались ввести в обычную четырехмерную космологическую модель Вселенной пятое измерение, выражающее особую силу, которая объединяла электромагнетизм и гравитацию. Они утверждали, что эти два взаимодействия “спрятаны” в некое подобие цилиндров, которые нельзя наблюдать из-за их сверхмалого размера. С помощью этих цилиндров немцы пытались объяснить особенности движения спиральных галактик.
Однако эта схема имела много недостатков, которых лишена гипотеза о темной материи. Теперь же физики Университета штата Нью-Мексико Ричард Инграхам и Лоуэлл Каммингс решили вернуться к этой идее. Они предлагают заменить темную материю доселе неизвестной силой, спрятанной в пятом измерении. В отличие от Калуцы и Клайна американцы предлагают ввести в модель Вселенной совершенно новую силу, никак не связанную с электромагнетизмом. Они называют ее “дополнительной формой гравитации”. Подобно последней, новая сила тоже отклоняет свет. В то же время она обладает любопытным свойством: она отрицательна и соответственно имеет отрицательную энергию, действуя, как и темная материя, центробежно. Именно взаимодействие гравитации и новой силы нарушает “расчетный” механизм вращения рукавов спиральных галактик.
Можно по-разному объяснять трудности с наблюдением черной материи. Одно из таких объяснений состоит в неправильных свойствах, придаваемых темной материи теоретиками. Не так давно в Принстонском университете были проведены работы по компьютерному моделированию различных сценариев влияния темной материи на развитие Вселенной. Особое внимание обращалось на температуру вещества. Оказалось, что не холодная или горячая, а именно теплая темная материя способна образовывать наиболее реалистичные структуры. Согласно этим моделям, волокна такой темной материи пронизывают Вселенную. Галактики образуются там, где плотность волокон наибольшая. Астрофизик Джереми Острайкер из Кембриджа говорит, что “похоже, теплая темная материя решает все проблемы. Мы не знаем, верно ли это. Но мы можем это проверить. Остается посмотреть на небо и определить, соответствует ли наблюдаемой Вселенной модель с холодной темной материей или с теплой”. Уже известно, что модели с горячей материей не соответствуют наблюдаемому мирозданию.
Следует напомнить, что от решения проблемы темной материи зависит наше понимание не только движения галактик и других звездных тел, но и того, как будет развиваться Вселенная. Уже известны плоская, закрытая и открытая модели Вселенной. Они зависят от средней плотности вещества в ней, а плотность в свою очередь – от общей массы мироздания. Если темная материя окажется “весомой”, а не эфемерной, она сможет определить сценарий развития Вселенной.
Михаил ВИСЕНС
По материалам сайта Вести.Ru