|
Гравитация и темная материя, связь на расстоянии
|
|
|
|
Исаак Ньютон сформулировал свою теорию гравитации как действие на расстоянии: планета мгновенно ощущает влияние другого небесного тела, независимо от расстояния между ними. Эта характеристика побудила Альберта Эйнштейна разработать знаменитую общую теорию относительности, в которой гравитация становится локальной деформацией пространства-времени. Принцип локальности гласит, что на объект непосредственно влияет только его окружающая среда: удаленные объекты не могут сообщаться мгновенно; важно только то, что здесь и сейчас. Однако в прошлом столетии, с рождением и развитием квантовой механики, физики обнаружили, что нелокальные явления не только существуют, но и имеют основополагающее значение для понимания природы реальности. Теперь новое исследование SISSA — Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati — недавно опубликованное в The Astrophysical Journal, предполагает, что темная материя, один из самых загадочных компонентов Вселенной, взаимодействует с гравитацией нелокальным образом. По мнению авторов, к.т.н. студенты Франческо Бенетти и Джованни Гандольфи, а также их руководитель Андреа Лапи, это открытие может дать новый взгляд на до сих пор неясную природу темной материи.
|
|
|
|
Темная материя является фундаментальным компонентом природы: она отвечает за формирование структур, которые мы наблюдаем сегодня во Вселенной, и окружает светящуюся материю в галактиках, способствуя движению звезд, которые мы видим на небе. Однако природа темной материи, особенно ее взаимодействие с гравитацией в меньших галактиках, остается загадочной. «В последние десятилетия научное сообщество приложило большие усилия, чтобы понять эти загадочные явления, но многие вопросы остаются без ответа. Для изучения природы темной материи и ее взаимодействия с гравитацией может понадобиться новый подход», — объясняют авторы исследования. изучать. Новое исследование SISSA точно изучило этот интригующий путь.
|
|
|
В исследовании предлагается новая модель нелокального взаимодействия между темной материей галактики и гравитацией. «Как будто вся материя во вселенной говорит темной материи в галактике, как двигаться», — утверждают авторы. Для моделирования этой нелокальности использовалось исчисление дробей — математический инструмент, впервые разработанный в 17 веке и недавно нашедший применение в различных областях физики. Сила этого исчисления никогда прежде не проверялась в астрофизике. «Мы задались вопросом, может ли дробное исчисление стать ключом к пониманию загадочной природы темной материи и ее взаимодействия с гравитацией, и, что удивительно, экспериментальные результаты на тысячах галактик разных типов показали, что новая модель более точно описывает движение звезд по сравнению с к стандартной теории гравитации», — объясняют авторы.
|
|
|
|
Эта нелокальность, по-видимому, проявляется как коллективное поведение частиц темной материи в ограниченной системе, что оказывается особенно актуальным в галактиках небольшого размера. Глубокое понимание этого явления могло бы приблизить нас к тому, что на самом деле представляет собой темная материя. «Однако на многие вопросы еще предстоит ответить», — подчеркивают авторы. «Как именно возникает нелокальность? Каковы ее последствия в более крупных структурах, таких как скопления галактик, или в явлении гравитационного линзирования, которое позволяет нам наблюдать далекие небесные объекты?»
|
|
|
|
Более того, необходимо будет пересмотреть стандартную модель космологии с учетом этого нового механизма. Авторы заключают: «Будут проведены дальнейшие исследования, чтобы изучить все эти последствия и многое другое. Мы не удивимся, обнаружив, что другие нерешенные вопросы о Вселенной могут быть решены с помощью недавно предложенной нелокальности». Успехи в понимании природы темной материи представляют собой значительный шаг к лучшему познанию нашей Вселенной. Текущие исследования продолжают открывать новые перспективы и приближают нас к всестороннему пониманию явлений, которые нас окружают.
|
|
|
|
Источник
|
