Знание-сила, 2002 №6 (900)

Но вот недавно появились наконец, такие экспериментальные данные, которые позволили проверить гипотезу Мильгрома на соответствие реальности.

О результатах этой проверки – ниже.

Фундаментальная загадка, о которой упоминалось вначале, связана с движением галактик. Эти огромные звездные скопления демонстрируют явные отклонения от законов движения Ньютона. Впервые это было подмечено в середине 1970-х годов. Поразительная загадка допускала два возможных решения: либо движение исследованных космических объектов действительно не подчиняется закону Ньютона, либо неверны прежние данные о массе галактик.

Первую возможность астрофизики в подавляющем своем большинстве отбросили как слишком экстравагантную и радикальную. Так называемый консенсус свелся к тому, что масса галактик чрезмерно занижена: на самом деле, должна существовать еще какая-то невидимая (не излучаюшая свет) часть галактики, и если учесть эту невидимую массу, то общая сила тяготения, действующая на звезды и газовые облака в наружных частях галактики, будет больше, а потому и ускорение этих звезд и облаков тоже будет больше, как и показывают наблюдения.

Все это вместе казалось тем убедительней, что соответствовало давним, сделанным еще в 1933 году предсказаниям крупного американского астронома Фрица Цвикки. Цвикки первым наблюдал группу галактик, обращающихся друг относительно друга, и оценил, какая сила притяжения должна действовать на каждую из них, чтобы группа не разлеталась. По величине этой силы и наблюдаемым размерам группы он смог вычислить, какая масса содержится в группе. Эта масса оказалась в 20 (!) раз больше массы всех наблюдаемых звезд и газовых облаков во всех галактиках этой группы.

На этом основании Цвикки заключил, что в каждой галактике должно существовать еще какое-то невидимое (он назвал его «темным») вещество, суммарная масса которого в 20 раз больше массы видимых звезд и газа. Но Цвикки был человеком малоприятным – он всех подозревал в плагиате – и к тому же эксцентричным, например, предлагал окружать обсерватории артиллерийскими батареями и стрельбой из орудий увеличивать прозрачность воздуха. Поэтому тогда эта гипотеза была воспринята как еще одна его безумная идея. 45 лет спустя ее вспомнили, чтобы подкрепить астрофизический консенсус.

Тут-то впервые и прозвучал одинокий несогласный голос Мильгрома. Из своего израильского далека он известил астрофизическую общественность о своем особом мнении. По мнению Мильгрома, коллеги напрасно отбросили вторую возможность: движение космических объектов действительно не подчиняется закону Ньютона. Мильгром придирчиво исследовал загадку космических ускорений и пришел к выводу, что завышенное ускорение звезд и облаков в наружных частях галактик можно столь же строго объяснить, предположив, что их движение подчиняется не закону Ньютона, а несколько отличному от него, более общему закону, который включает в себя ньютоновскую динамику как частный случай. Для такого объяснения нужно допустить, что на очень больших расстояниях, как, например, от центра галактики до ее наружных слоев или от одной галактики в группе галактик до другой сила тяготения несколько больше, чем предписывает обычный закон Ньютона, а потому и ускорения находящихся на этих расстояниях тел тоже несколько больше.

В силу этой модификации закона Ньютона гипотеза, или теория профессора Мильгрома и по-русски, и по-английски ныне именуется МОНД, что является сокращением слов «Модифицированная Ньютонова динамика». Она является альтернативной к консенсусу, поскольку позволяет решить загадку космических ускорений, не прибегая к гипотезе темного вещества. По словам Энтони Эджвайра из Института высших исследований в Принстоне (прославленном именами Эйнштейна и Геделя), «это весьма простая и ясная гипотеза, которая отлично согласуется с данными наблюдений и дает замечательные результаты».

Но с точки зрения большинства физиков, МОНД – весьма сомнительная гипотеза или, как выразился бывший королевский астроном Великобритании, известный астрофизик Мартин Риз, «худшая из возможностей», потому что она не укладывается в эйнштейновскую теорию тяготения, которая включает в себя ньютоновскую динамику в ее классическом виде и которая сегодня подтверждена с высочайшей точностью. Принять МОНД – значит отбросить не только Ньютона, но и Эйнштейна, а это уже слишком большая плата. Как выразился тот же Риз, «к гипотезе Мильгрома можно будет обратиться лишь в том случае, если все поиски темного вещества окажутся бесплодными и все иные возможности будут исключены». Действительно, «худшая из возможностей». Не «бест бай», а «ворст бай». Наихудшая покупка. Бедный Мильгром.