Математика космоса. Как современная наука расшифровывает Вселенную

Галактические кривые вращения не единственная гравитационная аномалия, обнаруженная астрономами. В частности, в некоторых скоплениях галактики, судя по всему, связаны между собой сильнее, чем может объяснить гравитационное поле видимого вещества. Самый яркий пример такой аномалии (по мнению сторонников темного вещества) имеет место в скоплении Пуля, где происходит столкновение двух галактических скоплений. Центр масс каждого из скоплений смещен по отношению к тому месту, которое можно найти по наиболее плотным областям нормального вещества, и считается, что расхождение не согласуется ни с одним нынешним предложением по модификации Ньютоновой гравитации. Однако это не конец истории, поскольку в 2010 году результаты нового исследования показали, что эти наблюдения не согласуются и с темным веществом в том виде, в каком оно фигурирует в Стандартной космологической модели ΛCDM. А Мильгром по-прежнему утверждает, что MOND способна объяснить наблюдения в скоплении Пуля. Долго считалось, что MOND не объясняет полностью динамику скоплений галактик, но она способна разобраться примерно с половиной расхождения, за которое в альтернативной модели отвечает темное вещество. За вторую половину, считает Мильгром, отвечает недоступное прямому наблюдению обычное вещество.

Это более вероятно, чем склонны признавать энтузиасты темного вещества. В 2011 году Изабель Гренье заинтересовалась тем, что космологические расчеты суммарного количества вещества не сходятся. Даже если забыть про темное вещество и темную энергию, не хватает примерно половины обычного

(специальный термин: барионного) вещества. И ее группа нашла, что большое количество этого вещества может находиться в форме областей водорода, настолько холодного, что он не производит никакого излучения, которое мы могли бы регистрировать с Земли. Данные об этом получены из наблюдений излучения, которое рождают молекулы окиси углерода[100]

, связанные с космическими пылевыми облаками в пространстве между звездами. А где окись углерода, там обычно и водород, но он настолько холодный, что доступна наблюдениям только окись углерода. Расчеты позволяют предположить, что от внимания ученых таким образом ускользает громадное количество водорода.

И не только: из этого открытия следует, что наши нынешние представления сильно занижают количество нормального вещества. Не настолько, чтобы можно было во всех теориях заменить темное вещество на нормальное, имейте в виду, — но достаточно, чтобы требовалось заново осмыслить все расчеты, связанные с темным веществом. В частности те, что касаются скопления Пуля.

В целом MOND способна объяснить большую часть аномальных наблюдений, связанных с гравитацией, — большинство из них в любом случае допускает несколько исключающих друг друга интерпретаций. Несмотря на это, она не встречает понимания космологов, считающих ее формулировки произвольными. Лично я не вижу, почему они более произвольны, чем постулирование громадных количеств вещества принципиально нового типа, но полагаю, что смысл в том, что так можно сохранить драгоценные уравнения. Если вы меняете уравнения, то нужно подтверждать какими-то данными выбор новых уравнений, а аргумент «они соответствуют наблюдениям» недостаточен, чтобы объяснить необходимость именно таких модификаций. Опять же, меня этот аргумент не убеждает, потому что то же самое можно сказать и про любые новые типы вещества. Особенно с учетом того, что никто никогда его не регистрировал, кроме как косвенно, по предполагаемому влиянию на видимое вещество.

Существует тенденция считать, что вариантов всего два: MOND или темное вещество. Однако наша теория гравитации не священный текст, и модифицировать ее можно громадным числом способов. Если мы не исследуем эту возможность, может оказаться, что мы поставили не на ту лошадь. И немного нечестно сравнивать первые робкие выводы нескольких пионеров таких теорий и гигантские усилия, которые традиционная космология и физика вкладывают в поиск темного вещества. Мы с Коэном называем это «проблемой роллс-ройса»: ни один автомобиль никогда не будет доведен до ума, если вы будете настаивать, что уже первый его прототип должен быть лучше знаменитой марки.