Главный постулат модифицированной ньютоновской динамики (MOND) в том, что когда гравитация становится очень слабой, она начинает вести себя не так, как предсказывал Ньютон. Эта теория вполне успешно предсказывает вращение галактик, не используя для этого концепцию темной материи, но для доказательства ее верности этого мало.
Команда британских астрофизиков многие годы искала способ подвергнуть MOND окончательному испытанию, пишет Ars Technica. Они исходили из того, что эта гипотеза подразумевает изменение поведения гравитации лишь при низком ускорении, а не на определенном расстоянии от объекта. Слабое ускорение проявляется в большей степени вдали от небесного объекта, чем рядом с ним. Но именно значение ускорения, а не расстояние предсказывает, где гравитация должна быть сильнее.
Это значит, что хотя эффект MOND обычно возникает в нескольких тысячах световых лет от галактики, если взглянуть на отдельную звезды, он окажется очень значительным в одной десятой светового года. А в более слабом виде — и в еще меньшем масштабе, например, на окраинах Солнечной системы.
Таким образом, для проверки гипотезы MOND можно использовать данные зонда «Кассини», который вращался вокруг Сатурна с 2004 по 2017 годы. Сатурн находится в 10 астрономических единицах от Солнца. Если MOND верна, гравитация в остальной части галактики должна вызывать небольшое отклонение орбиты Сатурна от предсказаний ньютоновской физики. Однако ничего такого аппарат не зафиксировал.
Авторы исследования изучили несколько других вариантов и пришли к выводу, что хотя сомнения еще остаются, вероятность того, что результаты наблюдений «Кассини» объясняются гипотезой MOND такие же, как шанс монеты упасть одной и той же стороной вверх 59 раз подряд.
Исследование двойных звезд, находящихся на расстоянии нескольких тысяч а. е. тоже заставляет усомниться в MOND. По этой гипотезе, эти звезды должны вращаться друг вокруг друга на 20% быстрее, чем по законам ньютоновской динамики. Однако недавнее исследование доказало, что в действительности такая вероятность чрезвычайно мала.
Безусловно, стандартная модель темной материи тоже не идеальна, и не в состоянии многого объяснить. Возможно, будущие поколения ученых смогут сформулировать более точную теорию. Однако, как считают авторы исследования, MOND в ее нынешней формулировке нельзя считать жизнеспособной альтернативой темной материи.
Масштабное исследование космического пространства помогло вывести еще одну гипотезу темной материи. Объединив полученные данные с результатами прошлых наблюдений, ученые из США пришли к выводу, что плотность темной энергии, которая прежде считалась постоянной, может меняться со временем.
