<style>.lazy{display:none}</style>То, что доктор Вера Рубин увидела в галактиках, навсегда изменило космологию | The Spaceway

То, что доктор Вера Рубин увидела в галактиках, навсегда изменило космологию

Если вы хоть немного интересуетесь тем, как устроена Вселенная, то наверняка слышали о таинственной субстанции под названием «темная материя».

То, что доктор Вера Рубин увидела в галактиках, навсегда изменило космологию 1
© nuovamente.net

Темная материя – это невидимая материя, которая не излучает, не отражает и не поглощает свет, взаимодействуя с обычной материей только посредством гравитации. Мы никогда не наблюдали ее напрямую, но физики твердо уверены в ее существовании и полагают, что в наблюдаемой Вселенной ее примерно в пять раз больше, чем обычной материи, из которой состоят звезды, планеты, пыль и все остальное, что нас окружает.

Вы можете задаться вполне справедливым вопросом: как ученые узнали о существовании этой невидимой материи, если мы не можем обнаружить ее напрямую? Ответ кроется в работах Фрица Цвикки 1930-х годов и наблюдениях Веры Рубин и Кента Форда 1970-х.

В 1933 году швейцарский астроном Фриц Цвикки изучал скопление галактик в Деве — огромное скопление диаметром более 20 миллионов световых лет, содержащее не менее 1 300 галактик, – и обнаружил нечто весьма странное. Галактики внутри скопления двигались с такими высокими скоростями, что они давно должны были разлететься, учитывая количество видимой массы внутри галактик и скопления. Он предположил, что в этой области должно содержаться большое количество «Dunkle Materie» (темной материи), чтобы скопление оставалось стабильным.

То, что доктор Вера Рубин увидела в галактиках, навсегда изменило космологию 2
Большая спиральная галактика NGC 1232 / © ESO/IDA/Danish 1.5 m/R.Gendler and A. Hornstrup.

Хотя результаты наблюдений однозначно были крайне интригующими, это исследование не слишком быстро изменило космологию. Но похожие результаты были получены при наблюдении других скоплений и даже отдельных звезд внутри галактик.

Согласно закону всемирного тяготения Ньютона, скорость вращения объекта по круговой орбите вокруг другого тела должна уменьшаться с увеличением расстояния от центра вращения. Это исправно работает и в нашей Солнечной системе: чем дальше объект от Солнца, тем медленнее его вращение.

Однако когда Вера Рубин и Кент Форд построили графики скоростей звезд внутри спиральных галактик — по смещению длин волн света, когда звезды движутся к нам и от нас, — они обнаружили ту же странность, что и Цвикки. Поскольку в спиральных галактиках большая часть видимой массы сосредоточена в ядре, они ожидали, что звезды ближе к центру будут вращаться быстрее, чем на краю галактики. Потому что если бы звезды на окраинах родительских галактик вращались с той же высокой скоростью, что и в центре, то, по идее, эти звезды должны были бы вылететь из своих галактики из-за недостаточного гравитационного влияния.

То, что доктор Вера Рубин увидела в галактиках, навсегда изменило космологию 3
Спиральная галактика NGC 4414 / © AURA/STScI/NASA

Однако Рубин и Форд обнаружили, что звезды, расположенные на окраинах спиральных галактик, действительно двигались столь же быстро, что и звезды около их центров. Изучив более 60 галактик, они получили одинаковые результаты, и Рубин пришла к выводу, что галактики должны содержать в десять раз больше массы, чем видно, чтобы объяснить эти движения.

Чем больше мы изучаем галактики, тем больше находим расхождений между количеством видимой в них массы и скоростями, с которыми, как ожидается, должны двигаться их звезды с учетом этой видимой массы. Сейчас уже широко признано, что Вселенная содержит темную материю, значительно превосходящую по массе видимую материю, которую мы наблюдаем, – хотя споры о том, что это за материя, все еще продолжаются, а ее непосредственное обнаружение пока остается вне нашей досягаемости.

Существуют альтернативные теории, пытающиеся объяснить аномальное поведение звезд на окраинах галактик без необходимости привлечения темной материи, но ни одна из них не получила широкого признания научным сообществом.

«Мы заглянули в новый мир, — писала Рубин о результатах революционного наблюдения, — и увидели, что он более таинственный и сложный, чем мы себе представляли. Еще больше загадок Вселенной остаются нераскрытыми. Ответы будут получены отважными учеными будущего. Мне нравится, что все именно так».

То, что доктор Вера Рубин увидела в галактиках, навсегда изменило космологию 4

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *