Знание-сила, 2006 № 08 (950) - [9]

Большинство астрофизиков примирились с этими недостатками в надежде, что со временем им удастся их устранить. Однако некоторые «еретики» пошли другим путем. Они попытались объяснить аномалии движения звезд в галактиках, не обращаясь к гипотезе темного вещества. Вместо этого они выдвинули другую гипотезу, предположив, что на больших расстояниях от центра галактики закон тяготения Ньютона (согласно которому сила тяготения спадает обратно пропорционально квадрату расстояния от притягивающего тела) сменяется другим законом (по которому сила тяготения спадает медленней).

Были предложены различные варианты этого «неньютонова закона тяготения». Всем им, как первым заметил израильский физик Мильгром, был присущ один общий недостаток. Какую бы зависимость от расстояния ни придумать, она неизбежно приведет к выводу, что отличие движения периферийных звезд от ньютоновских предписаний должно быть тем больше, чем больше расстояние этих звезд до центра, то есть чем больше размеры галактики. Но это противоречит наблюдениям: есть тусклые маленькие галактики с очень большими аномалиями и большие, яркие спиральные галактики с малыми аномалиями. Исходя из этого, Мильгром еще в 1983 году предложил принципиально иное изменение закона Ньютона. По его гипотезе, величина аномалии, то есть отклонения движения звезды от ньютоновского, зависит не от расстояния этой звезды до центра галактики, а от ее центростремительного ускорения при движении по «орбите» вокруг этого центра.

Гипотеза Мильгрома получила название МОНД, или «МОдифицированнная Ньютонова Динамика (см. „3-С“, 6/02)». Согласно ней, звезды, движущиеся под воздействием гравитации с ускорением больше какой-то критической величины, движутся нормально, «по-ньютоновски», с обычным ускорением силы тяжести. А вот те звезды, которые по ньютоновскому закону гравитации должны были бы иметь ускорение меньше критического, на самом деле движутся так, будто на них действует другая, неньютонова сила гравитации, которая сообщает этим звездам иное ускорение. Говоря проще, ньютонова механика неприменима там, где она дает телу ускорение меньше критического. Именно такие малые ускорения имеют звезды на периферии галактик. Это означает, что МОНД предлагает объяснить все аномалии в движении таких звезд отклонением от обычного (ньютонова) закона гравитации, без всякого темного вещества. И это ей удается.

На данный момент эта теория сумела успешно, то есть в соответствии с наблюдениями, предсказать движение периферийных звезд более чем в ста галактиках, исходя только из наблюдаемого распределения звезд и газа в них. Теориям, основанным на гипотезе о темном веществе, приходится для этого подгонять для каждой галактики целых три различных параметра. Так же успешно Милырому удалось объяснить и загадку эллиптических галактик: оказалось, что у них, даже на периферии, ускорения звезд много больше критического, а следовательно, движение этих звезд должно быть ньютоновым, — что и наблюдается.

Как уже сказано, большинство специалистов придерживаются гипотезы темного вещества. Не потому, что она святотатственно покушается на законы Ньютона (после Эйнштейна и Бора в физике уже нет священных коров), но по той причине, что МОНД входит в противоречие с двумя китами, на которых стоит современная наука — с общей и частной теорией относительности. Тем не менее у МОНД с каждым годом появляется все больше сторонников. Публикуется все больше научных статей, в которых эти ученые пытаются найти такие расширения теории Мильгрома, что сохранили бы ее плюсы и устранили минусы — прежде всего, разумеется, расхождения с теорией Эйнштейна.

Дальше всех на этом пути продвинулись коллега Милырома Сандерс и израильский физик Бекенштейн, которым удалось найти релятивистскую форму МОНД. А недавно появилось сообщение, что Бекенштейн разработал обобщенную теорию, которая при очень больших скоростях и при ускорениях больше критического, переходит в эйнштейнову теорию гравитации (то есть в общую теорию относительности), при малых скоростях и при ускорениях больше критического — в ньютонову теорию гравитации, а при тех же малых скоростях, но при ускорениях меньше критического — в теорию гравитации Мильгрома. Иными словами, эта теория снимает прежние противоречия между МОНД и ОТО.

Любопытно, что по теории Бекенштейна слабые отклонения от ньютоновой механики должны наблюдаться даже на относительно небольших расстояниях — например, в пределах Солнечной системы. Ускорение, получаемое телами на большом расстоянии от Солнца, должно быть «милыромовским», то есть чуть больше, чем по Ньютону. Возможно, именно этим объясняется загадочный эффект, давно смущающий ученых: два космических корабля («Пионеры»), запущенные много лет назад и сейчас находящиеся как раз на окраине Солнечной системы, неожиданно стали слегка ускоряться. Противники МОНД объясняют это чисто техническими причинами. Недавно выдвинуто предложение (оно всерьез рассматривается в НАСА) послать к «Пионерам» современный корабль, который перехватит их до выхода из Солнечной системы и в точности выяснит, что с ними происходит.