Тъмната материя Монд най-накрая би се справила без нея, за да обясни изкопаемата радиация и формата
Алтернативата на тъмната материя на модифицирането на законите на Нютон за небесната механика, теорията на Монд, става все по-достоверна през последните години. Основните му недостатъци, които не трябва да бъдат съвместими с теорията на относителността на Айнщайн и особено с характеристиките на изкопаемата радиация, позволяващи раждането на галактики, изглеждат окончателно отстранени, както ни обяснява астрофизикът Беноа Фамей.
Стандартният модел на физиката на частиците е обект на впечатляващи тестове благодарение на сблъсъци на протони, проведени в LHC. Всички физици на високите енергии обаче знаят, че този модел е непълен и че той трябва да бъде само формата, която обединената теория на силите приема при ниски енергии. По-голямата част от теориите от този вид предсказват съществуването на нови частици, които биха могли да се държат като частиците на тъмната материя, за които се отчита движението на звездите в галактиките и на галактиките в галактическите клъстери. Тези частици от тъмна материя не могат да бъдат обикновени частици по различни причини.
Някои физици не обичат да постулират съществуването на нови частици, които никога преди не са били откривани, особено след като ги търсят от десетилетия, а моделите, базирани на тяхното съществуване, срещат трудности при отчитането на динамиката на частиците.
Те предпочитат да модифицират законите на гравитацията и по-специално тези на небесната механика на Нютон, така че на голямо разстояние от привличащо тяло ускорението, произведено от неговото гравитационно поле върху друго тяло, да не намалява. Не по същия начин като по физика на Нютон. По този начин звездите в галактиката могат да се въртят около центъра си по-бързо, сякаш има по-голяма, но невидима маса, когато няма.
Има теоретична рамка за това, изследвана от началото на 80-те години от израелския физик Милгром: Модифицирана нютонова динамика (Монд).
Теорията на Монд постигна голям успех през последните години, най-вече защото по-добре отчита, например, наблюдения относно динамиката на спиралните галактики и дори на галактиките джуджета около Андромеда и Млечния път. .
Футура е посветил множество статии на Монд, като на няколко пъти дава думата на един от изследователите, изследващ тази алтернатива на модела на студената тъмна материя, астрофизикът Беноа Фамей (който работи върху динамиката на галактиките в обсерваторията в Страсбург). Със своята колежка Стейси Макго написа много изчерпателна статия по темата за „Живи рецензии в относителността“. .
Но вече повече от век Алберт Айнщайн открива своята теория за общата теория на относителността, основана по-специално на факта, че за да бъде последователна, физиката трябва да изисква гравитацията, за да бъде съвместима с теорията за специалната теория на относителността. Оттогава се предлагат уравнения, различни от разширяването на теорията на Айнщайн за извитото и релативистично пространство-време, но теорията на Айнщайн издържа успешно на всички тестове, независимо дали с черни дупки като Sgr A * или M87 *, или чрез изучаване на гравитационни вълни .
Въпреки това, ние продължаваме да се опитваме да го опровергаем, като търсим нарушения на принципа на еквивалентност или като показваме, че така наречените тензорно-скаларни теории са по-подходящи за описване на реалното, например за отчитане на тъмната енергия, други стълбове на стандарта космологичен модел, един от основните пионери на който е Нобеловият лауреат по физика Джеймс Пийбълс .
Всички тези съображения се припомнят, за да се разбере, че за да бъде Монд по-достоверен, ще е необходимо да се намери релативистка версия.
По време на едно от интервютата, които ни даде преди няколко години, Беноа Фамей ни даде следните коментари по този въпрос, които възобновяваме по-долу, преди да го интервюира отново в светлината на последните събития.
Futura-Sciences: Съгласен ли е Монд със специалната теория на относителността, каквато трябва да е била теорията за гравитацията на Айнщайн? ?
Беноа Фамей: В началото това не беше така, но търсихме доста бързо модификации на уравненията на общата теория на относителността, от които бихме могли да изведем отношението на Милгром. Една от първите, въпреки че не блести със своята елегантност, беше теорията TeVeS, предложена от Джейкъб Бекенщайн. Всъщност това е теория, принадлежаща към по-голям набор от теории, основана на съществуването на динамично векторно поле в допълнение към метриката на Айнщайн в теорията на гравитацията, теория на чиито варианти са разработени по-специално от астрономите от Оксфордския университет, и известни като "неканонични теории за Айнщайн-етер". В последно време тези теории въпреки това изглеждат в относителна трудност, по-специално поради вътрешни проблеми със стабилността.
През последните години Milgrom изследва друга релативистка формулировка, наречена Bimond. Състои се от въвеждане на две различни пространствено-времеви метрики (затова говорим за биметрична теория), които могат да бъдат интерпретирани чрез въвеждане на втора вселена във взаимодействие с нашата, по начин, който не нарушава ограниченията на физиката на частиците. Вече има някои сериозни формулировки на теории от този вид, например от Андрей Линде (за да се обясни ниската стойност на космологичната константа) или в рамките на теорията на струните, където има космологии с паралелни вселени. Екпиротичният модел на Paul Steinhardt, Burt Ovrut, Justin Khoury и Neil Turok е добър пример, както и един от предложените от Lisa Randall и Raman Sundrum, който даде надежда за създаването на мини черни дупки в LHC.
Третият начин да имаме релативистки модел, обясняващ връзката на Милгром, е парадоксално да го извлечем от определен модел на тъмната материя, предложен от Люк Бланше .
Наречена диполярна тъмна материя по аналогия с това, което се случва в диелектричната среда, тя ще бъде съставена от двойки частици със същата маса, но с противоположни знаци. Не е лесно да се вземат предвид отрицателните маси в общата теория на относителността и е необходимо да се добави нова сила, така че тези двойки да са свързани по стабилен начин. Но, забележително е, че без да променяме уравненията на Айнщайн и факта, че в този модел ореолът на тъмната материя, заобикалящ галактиките, се държи като вид поляризуема среда от гледна точка на гравитацията, намираме отношението на Милгром.
Но Беноа Фамей не скри от нас, че има други много по-сериозни проблеми с Монд от намирането на релативистка формулировка. Вземаме отново извлечения от неговите обяснения.
Беноа Фамей: Вероятно най-често цитираният проблем е този, който се среща при изучаване на галактически клъстери с помощта на гравитационния лещащ ефект. Най-известният случай е този на „Bullet Cluster“, но всъщност той не опровергава напълно Mond. Строго погледнато, всичко, което показват тези наблюдения, е, че Монд без тъмна материя не отчита наблюдения за клъстери, но ние не сме длъжни да обясняваме какво ни показват нашите инструменти само с тъмна материя. Възможно е промените в закона за гравитацията И частиците на тъмната материя да са точното описание на света на галактиките, галактическите клъстери и космологията.