Наблюдаемой массы галактик не хватает для того, чтобы удержать звезды галактик от разбегания. Расхождение между наблюдаемой массой и необходимой очень значительно - приблизительно в 20 раз (наблюдается только 5% от необходимой массы (звезды и межзвездный газ)).
То есть, какая-то субстанция, имеющая массу, гравитационно удерживает звезды в галактиках, но никак больше себя не проявляет.
Эта субстанция получила название "темная материя". Есть множество спекуляций на тему её природы, ниже я хочу представить свою собственную.
То есть, изложение ниже не вычитано мной в каком-нибудь учебнике или статье, но не исключается, что ранее уже где-то высказывались подобные идеи.
Масса и гравитация в теории относительности
Для начала изложу известные положения теории относительности.
- Фотон является безмассовой частицей
- Гравитация - это следствие искривления пространства телами имеющими массу ("ямка" на 2-мерных иллюстрациях эффекта).
- Фотоны не искривляют пространство.
- "Притяжение" фотона к массам в реальности - есть просто самая короткая траектория между двумя точками вблизи искривленного пространства, которое создают эти массивные тела и частицы.
- В процессе аннигиляции частица и античастица, переходят в другие материальные частицы и фотоны.
В дальнейшем будем рассматривать самый простой случай аннигиляции е+е-, при котором в большинстве случаев, рождаются исключительно фотоны. - Система из 2 или 3 фотонов, полученных в результате аннигиляции имеет массу равную суммарной массе е+е.
Это известные положения теории относительности. Теперь следствия из этих положений.
- Масса не может улетать с фотонами, так как они безмассовые. Образно, это можно представить как оставшиеся "ямки" (искривление пространства) от электрона и позитрона.
- Получается, что масса исчезла, а искривление пространства осталось!
Тёмная материя
И вот прямо в самой теории относительности возникает "темная материя" - остаточные искривления пространства от существовавшего ранее вещества!
Эти искривления никак не могут быть обнаружены, как только в "гравитационном взаимодействии"с другими массивными телами, так как это "просто" пространство, хоть и искривлённое!
Удивительно, что существование "тёмной материи" не было теоретически предсказано раньше, чем было экспериментально обнаружено её проявление (недостаток масс галактик).
Темная материя и антивещество
Отсутствие во вселенной антивещества является одной из проблем современной физики. В рамках изложенного выше, можно выдвинуть идею, которая на 96% объясняет этот феномен.
Изначально, на ранних стадиях после Большого взрыва, существовало почти полная симметрия между веществом и антивеществом. Было небольшое нарушение симметрии в размере 4% в пользу вещества.
Вещество и антивещество достаточно быстро аннигилировало оставив после себя только избыток вещества в размере 4% и искривление пространства, которое теперь воспринимается как эффект темной материи.
Реликтовое излучение
Фотоны, которые образовались в результате аннигиляции, остыли и теперь воспринимаются нами как реликтовое излучение.
По современным представлениям реликтовое излучение - это фотоны от рекомбинации ядер водорода (протонов) с электронами с образованием атомов водорода.
Фотоны от аннигиляции должны обладать на порядки большей энергией.
Но все оценки настолько "произвольны" что, без проблем пересматриваются из-за новых экспериментальных данных или даже просто "новых взглядов" на ту или иную проблему.
Так что и тут не должно возникнуть затруднений с подгонкой аннигиляционных фотонов под существующие реликтовое излучение!))
Нарушение закона сохранения массы
В таком подходе есть один "неприятный" момент - нарушение закона сохранения массы при взаимодействие безмассовых фотонов и рождение каких-либо частиц вещества, например е+е-.
Переход в систему центра масс фотонов формально снимает "нарушение", но выглядит очень странно и попахивает неким детерминизмом - вселенной заранее известно, где и какие именно фотоны должны провзаимодействовать и там изначально располагается искривление пространства.... А если один из фотонов будет перехвачен?
С другой стороны, если все выше сказанное НЕверно, то будет нарушение закона сохранения массы (исчезание массы, исчезание искривления пространства) при аннигиляции частиц.
В общем, куда не кинь, везде клин))
Алексей