Динаміка обертання галактик
07.02.2019 - Дослідження впливу маси фотонів на газоподібні компоненти в галактиках.
Обертання зірок у таких галактиках, як наш Чумацький Шлях, є загадкою. Тому що насправді орбітальна швидкість повинна зменшуватися до краю галактики. Насправді ж швидкість зірок у центральній та зовнішній зонах галактик залишається незмінною. Причиною цього явища може бути невидима речовина, яка діє під дією сили тяжіння. Але хоча різні дослідницькі установи шукали її протягом десятиліть, «темної матерії» ще не знайдено і невідомо, з чого вона зроблена. На цьому тлі фізики Дмитро Рютов, Дмитро Будкер і Віктор Фламбаум досліджували, чи можуть інші впливи пояснити динаміку обертання галактик. З цією метою вони досліджували гіпотетичний ефект, який мала б маса фотонів, тобто легких частинок.
Навіть нескінченно мала маса фотонів могла б, згідно з обгрунтуванням, впливати на великі астрофізичні явища. Ця ідея послідувала Рютову, експерту з фізики плазми, Будкеру з Інституту Гельмгольца в Майнці (HIM) та Віктору Фламбауму, співробітнику Дослідницького коледжу Гутенберга в Університеті Йоганнеса Гутенберга в Майнці JGU. Але як надзвичайно мала маса фотонів може впливати на галактики? Основний механізм міркувань стосується додаткових доцентрових сил, які генеруються напруженістю електромагнітного поля в результаті дії механізму Прока.
"Ефект, який ми досліджуємо тут теоретично, не є наслідком додаткової сили тяжіння", - пояснює Будкер. Обговорюваний тут ефект може відбуватися паралельно ефекту темної речовини. Це могло б навіть - за певних припущень - зробити необхідність у темній речовині для опису кривих обертання абсолютно зайвою. Криві обертання показують залежність між орбітальною швидкістю зірок та їх віддаленістю від центру галактики. "Ми припускаємо певну масу фотонів і можемо показати, що цієї маси було б достатньо, щоб генерувати додаткові сили в галактиці, які досить великі, щоб пояснити криві обертання", - говорить Будкер. "Це було надзвичайно захоплюючим результатом для нас".
Фізики пішли ще далі. Ви розглянули формування протозірок і помітили, що ваша теорія має інші наслідки. Згідно з цією теорією, довгожителі, легкі зірки масою декількох сонячних мас - включаючи наше Сонце - мають високоеліптичні орбіти. «Цей прогноз, очевидно, не узгоджується із спостереженнями, а це означає, що ми не можемо пояснити всього». Дія сил Прока може нести відповідальність лише за деякі особливості, які можна побачити на кривих обертання. “В даний час ми не бачимо масу фотонів як рішення проблеми кривої обертання. Але це може бути частиною рішення », - резюмує Будкер. "Ми хочемо зберігати відкрите мислення, поки ми ще не знаємо, що насправді є темна матерія".