211service.com
Kā dualitāte varētu atrisināt tumšās matērijas dilemmu
Debates par gaismas viļņiem vai daļiņām līdzīgo raksturu fiziķus patērēja 300 gadus pēc tam, kad Īzaks Ņūtons aizstāvēja daļiņas un Kristians Haigenss atbalstīja viļņu ideju. Izšķirtspēja, ka gaismu var uzskatīt gan par vilni, gan par daļiņu, būtu pārsteigusi šos fizikas milžus, tāpat kā mūs.
Tomēr mums nevajadzētu pārsteigt, ka citi šķietami neatrisināmi argumenti varētu tikt atrisināti līdzīgi.
Bet tieši tas var būt par tumšās vielas mīklu, kas ir mulsinājis astrofiziķus gandrīz 80. gadus, norāda Čiu Mans Ho no Vanderbiltas universitātes Nešvilā un pāris draugi,
Problēma ir tā, ka galaktikas griežas tik ātri, ka tajās esošajai vielai vajadzētu aizlidot kosmosā. Tāpat šķiet, ka galaktiku kopās nav pietiekami daudz masas, lai tās savienotu kopā, un tāpēc tām vajadzētu lidot atsevišķi. Tā kā tas acīmredzami nenotiek, zināmam spēkam šīs masas ir jānotur vietā.
Astrofiziķi ir izvirzījuši divus skaidrojumus. Pirmais ir tas, ka šīs galaktikas ir piepildītas ar neredzamu masu, un šī tā sauktā tumšā viela nodrošina papildu gravitācijas vilci. Otrais ir tas, ka šajos starpgalaktiskos mērogos gravitācija ir spēcīgāka, tāpat arī darbs pats par sevi, šo ideju sauc par modificēto Ņūtona dinamiku vai MOND.
Starp tumšās matērijas piekritējiem un viņu līdziniekiem MONDĀM nav zudusi mīlestība: abi apgalvo, ka otrs kļūdās, un izpēta Visumu, meklējot pierādījumus, lai nolādētu savus pretiniekus. Neviena no pusēm līdz šim nav pārliecinoši sagrāvusi otras puses argumentus, taču šķiet, ka visi ieinteresētie piekrīt, ka tad, kad viena uzvarēs, otra tiks noslīpēta zem kājām.
Tomēr, iespējams, ir vēl viena iespēja: ka viņiem abiem ir taisnība.
Tas, kas to padara iespējamu, ir jauna pieeja gravitācijai, kurā tā ir jauna parādība, kas saistīta ar entropiju. Mēs to apskatījām pirms dažiem mēnešiem šeit.
Pamatideja ir tāda, ka Visuma daļām ir dažādi entropijas līmeņi, un tas rada spēku, kas pārdala matēriju tādā veidā, kas palielina entropiju. Šo spēku mēs saucam par gravitāciju.
Līdz šim šī pieeja ir pieņēmusi vienkāršu Visumu. Taču kosmologi zina, ka mūsu Visums ne tikai paplašinās, bet arī paātrinās prom no mums. Kas Chui un co. ir atvasināt gravitāciju kā jaunu spēku, izmantojot to pašu entropisko pieeju, bet šoreiz Visumā, kas paātrinās.
Rezultāts ir gravitācijas forma, kurā paātrinājuma un masas parametriem ir savdabīga dualitāte: vai nu paātrinājuma terminu var uzskatīt par tikpat modificētu kā MOND; vai arī masas termins var būt tikpat modificēts kā tumšās vielas teorijā.
Būtībā Chui un co saka, ka tumšā matērija un MOND ir vienas monētas divas puses.
Interesanti, ka katra modifikācijas veida ietekme, šķiet, ir atkarīga no mēroga. Šajā teorijā MONDian interpretācija darbojas galaktikas mērogā, savukārt tumšās matērijas interpretācija vislabāk darbojas galaktikas kopu mērogā.
Faktiski tā izpaužas arī novērojumu pierādījumi. Šķiet, ka MOND labāk izskaidro galaktiku patieso uzvedību, savukārt tumšās vielas pieeja labāk izskaidro galaktiku kopu struktūru.
Vai varētu būt, ka abi ir viena un tā paša izpausmes? Tikai drosmīgie vai neprātīgie to izslēgtu. Un fizikā ir notikušas dīvainākas lietas, kā to noteikti apliecinātu Ņūtons un Haigenss.
Atsauce: arxiv.org/abs/1005.3537 : MONDian Dark Matter