Темной материи не существует. Это просто релятивистский эффект.

Млечный путь, вид с планеты Земля Солнечной системы.

У меня хорошая новость: "темной материи" не существует. То, что физики принимают за "темную материю" - это просто результат достаточно сложного и парадоксального релятивистского эффекта.

Зачем физики придумали "темную материю"?

Как известно, "темную материю" физики придумали для того, чтобы как-то объяснить, почему орбитальные скорости звезд во многих галактиках (особенно часто в спиральных) отличаются от кеплеровских скоростей.

Под действием гравитационной силы скорость вращения звезд или планет по своим орбитам должна подчиняться законам Кеплера, и по мере удаления от центра галактики (или от звезды в планетарной системе) она должна уменьшаться.

Кеплеровские орбиты для планет Солнечной системы. Чем дальше от Солнца - тем меньше скорость. Причем скорость вращения планеты с большой точностью зависит только от массы Солнца, и никак не зависит от массы самой планеты (если принять, что масса планеты много меньше массы Солнца, а орбита круговая, а не эллиптическая).

Однако в галактиках закономерность скорости вращения звезд вокруг центра галактики совсем другая: орбитальная скорость звезд практически не меняется с увеличением расстояния между звездой и центром галактики. Так, словно бы все звезды вращались на одной орбите, с одной скоростью.

Кривая вращения звезд в галактике. Кривая налюдаемых скоростей сильно отличается от кеплеровской.

Кривая вращения звезд Млечного Пути. Вертикальная ось представляет скорость вращения вокруг галактического центра. Горизонтальная ось представляет расстояние от галактического центра. Солнце показано желтым цветом. Кривая наблюдаемой скорости вращения отмечена точками данных. Предсказанная кривая, основанная на звездной массе и газе Млечного Пути, показана черным цветом. Разница между кривыми, как считается сегодня, обусловлена гравитационным влиянием "темной материи".

И поскольку это подразумевает нарушение закона тяготения Ньютона (или, если угодно, ОТО), физики не нашли ничего лучше, как объяснить такое отклонение скоростей наличием в галактиках некоей "скрытой массы", которую они стали приписывать некоей невидимой загадочной "темной материи".

Трудно найти черную кошку в темной комнате, когда ее там нет

Спиральная галактика М51. Фото NASA.

Гипотезу о существовании "темной материи" выдвинул астроном Цвинкки еще в 1933 году (в год прихода фашистов к власти в Германии), когда он обнаружил необычно большой разброс радиальных скоростей восьми галактик в скоплении Кома (созвездие Волосы Вероники) — около 1000 км/с. Применив вириальную теорему, Цвикки заключил, что для устойчивости скопления его полная масса должна быть в 400 раз больше, чем масса входящих в него звёзд. И предположил существование невидимой материи, которая проявляет себя только через гравитацию.

И вот с тех пор физики и астрофизики, уже почти сто лет, пытаются обнаружить эту "темную материю". Результаты - ноль. На роль частиц "темной материи" физики предлагали самые разные частицы - от нейтрино до загадочных аксионов, космионов, максимонов и WIMP-частиц, но пока ни одна модель не работает.

И проблема здесь не только в том, что некоторые частицы-кандидаты "темной материи" выходят за пределы Стандартной модели, но и в том, что экспериментально до сих пор не удалось обнаружить никаких признаков существования таких частиц. "Скрытая масса" ("скрытая гравитация") есть, и она наблюдается во многих явлениях - от отклонений скоростей звезд в галактиках до отклонения света при гравитационном линзировании. А частицы "темной материи" до сих пор обнаружить не удалось. Ни одной. Ни разу.

Это не решает всех проблем

Наша галактика Млечный путь.

Проблема здесь еще состоит в том, что если даже допустить существование "темной материи" - это не решает всех проблем. И создает только новые, которые оказываются еще более неразрешимыми.

Так, например, расчеты показывают, что рукава в спиральных галактиках должны исчезать за один-два оборота галактики, после чего спиральная галактика должна превращаться в обычную дисковую галактику. Для нашей галактики Млечный путь (тоже спиральной) - это около 225-250 млн. лет ("галактический год"). А большинство спиральных галактик - достаточно старые (возраст нашей галактики оценивается в 13,6 млрд. лет - он почти равен возрасту Вселенной 13,8 млрд. лет).

Наша галактика Млечный путь.

То есть получается, что либо рукава в спиральных галактиках образовались относительно недавно, что противоречит принятым представлениям об их формировании. Либо же эти рукава удерживаются и сохраняются благодаря какому-то скрытому механизму. И введение гипотезы о "темной материи" здесь ровным счетом ничего не объясняет.

Моя гипотеза

Так вот, моя гипотеза состоит в том, что никакой "темной материи" не существует. И наличие "скрытой массы" в галактиках, как и сохранение рукавов в спиральных галактиках, объясняется вовсе не присутствием в них мифической и загадочной "темной материи", а является результатом достаточно сложного и парадоксального релятивистского эффекта, который возникает при вращении диска или сферы. И который давно и хорошо известен в релятивистской механике как "парадокс Эренфеста".

Продолжение: