Вместо тёмной материи - Мордехай Милгром
Мордехай Милгром работает над Модифицированной Ньютоновской Динамикой, его теорией, которая фиксирует Ньютоновскую физику вместо того, чтобы постулировать существование тёмной материи и тёмной энергии, - двух вещей, которые, согласно стандартной модели космологии, составляют 95,1 процента от общего масс-энергетического содержания вселенной.
Милгрому свойственен спокойный характере. Есть что-то почти вводящее в заблуждение в 70-летнем физике, который в жаркое израильское лето носит шорты, чей мягкий голос ломается всякий раз, когда он взволнован. Ничто в его приятном поведении не говорит о том, что этот человек претендует на то, чтобы быть третьим человеком, который исправляет ньютоновскую физику: Сначала Макс Планк (с квантовой теорией), затем Эйнштейн (с относительностью), теперь Милгром.
В этом году Милгрому исполняется 50 лет. Я посетил его там, чтобы узнать больше о том, каково это - быть бродягой науки, что он ценит в книге Томаса Куна "Структура научных революций", и почему он считает, что темной материи и темной энергии не существует.
Что вдохновило вас посвятить свою жизнь движению звезд?
Я очень хорошо помню, как поразила меня физика. Мне было 16 и я думал: Вот способ понять, как работают вещи, далеко за пределами понимания моих сверстников. Меня привлекла красота нахождения более глубоких причин событий, эстетика открытия скрытых симметрий. Это был не долгосрочный план. Это было ежедневное влечение. Я просто любил физику, так же, как другие люди любят искусство или спорт. Я никогда не мечтал о том, чтобы однажды сделать такое важное открытие, как исправление Ньютона.
В школе у меня был потрясающий учитель физики, но когда ты изучаешь материал учебника, ты изучаешь заключенные сделки. Вы до сих пор не видите усилий, которые прилагаются для того, чтобы сделать прорыв в науке, когда все неясно, а достижения интуитивно понятны и часто идут не так, как хотелось бы. В школе тебя этому не учат. Они учат, что наука всегда идет вперед: У вас есть совокупность знаний, и тогда кто-то что-то открывает и расширяет эту совокупность. Но на самом деле это так не работает. Прогресс науки никогда не бывает линейным.
Как вы ввязались в проблему темной материи?
В конце моей докторской диссертации физический факультет захотел расшириться. Поэтому они попросили трех лучших аспирантов, работающих в области физики частиц, выбрать новую область. Мы выбрали астрофизику, а Институт Вейцмана потянул за несколько ниточек с зарубежными институтами, чтобы они приняли нас в качестве сотрудников. Поэтому я поехал в Корнелл, чтобы заполнить пробелы в астрофизике.
"Меня привлекла красота нахождения более глубоких причин событий, эстетика открытия скрытых симметрий."
После нескольких лет в астрофизике высоких энергий, работая над физикой рентгеновского излучения в космосе, я решил перейти в другую область: Динамика галактик. Прошло несколько лет после того, как появились первые детальные измерения скорости звезд, вращающихся вокруг спиральных галактик. Ну и возникла проблема с измерениями.
Чтобы понять эту проблему, нужно обернуть голову вокруг некоторых небесных вращений. Наша планета вращается вокруг Солнца, которое, в свою очередь, вращается вокруг центра галактики Млечного Пути. Внутри солнечных систем гравитационное притяжение от массы Солнца и скорости планет находятся в равновесии. По законам Ньютона, именно поэтому Меркурий, самая внутренняя планета нашей Солнечной системы, вращается по орбите Солнца со скоростью более 100 000 миль в час, в то время как самая дальняя планета, Нептун, ползает со скоростью чуть более 10 000 миль в час.
Можно предположить, что та же логика применима и к галактикам: Чем дальше звезда от центра галактики, тем медленнее она вращается вокруг нее; однако, хотя на меньших радиусах измерения были такими, как предсказывала ньютоновская физика, более далекие звезды движутся намного быстрее, чем предсказывала гравитационная тяга массы, которую мы видим в этих галактиках. Наблюдаемый разрыв стал намного шире, когда в конце 1970-х годов радиотелескопы смогли обнаружить и измерить холодные газовые облака на окраинах галактик. Эти облака вращаются вокруг галактического центра в пять раз дальше звезд, и, таким образом, аномалия превратилась в крупную научную головоломку.
Один из способов решить эту головоломку - просто добавить больше материи. Если в центре галактик слишком мало видимой массы, чтобы объяснить скорость движения звезд и газа, то, возможно, материи больше, чем кажется на первый взгляд, материи, которую мы не видим, темной материи.