Тайна тёмной материи разгадана 02

На всякий случай напомню, что речь идёт не о кандидатах на роль тёмной материи. О кандидатах я говорить не собирался. Они не нужны. Потому, что проблема тёмной материи чисто математическая.

На первом рисунке показаны кривые скорости вращения звёзд в типичной спиральной галактики: предсказанные (Кеплеровские скорости) и наблюдаемые.

Так вот, уже 100 лет назад некоторые астрономы, которые пытались измерить скорости  вращения звёзд в спиральных галактиках, стали получать результаты вызывающие недоумение. Известно, что астрономы привыкли делать открытия на кончике пера. А тут вдруг полный облом, как теперь говорят, никогда не было и вот опять.

В 1960-е годы Вера Рубин вместе с Кентом Фордом приступила к наблюдениям нашего ближайшего соседа по галактики Млечный Путь — спиральной галактики М31 (Галактика Андромеды). Использовав разработанный Фордом спектрограф, они пронаблюдали оптические спектры звёзд и ионизированного газа, которые показали, что орбитальная скорость звезд на периферии галактик близка к скорости звёзд в центре галактики. Этот факт необычен, поскольку скорость кругового орбитального движения в гравитационном поле должна соответствовать массе внутри орбиты, причём наблюдаемая масса звёзд и газа в центре галактики оказывалась недостаточной, чтобы обеспечить столь высокую скорость на периферии. Вывод учёных, сделанный в 1970 году на основе полученных данных, гласит: «Полной аналогии с планетарными системами в спиральной галактике Туманность Андромеды не существует. В планетарных системах в соответствии с законами Кеплера и линейные и угловые скорости планет монотонно убывают по мере удаления от звезды, а скорости вращательного движения звезд и звездной материи в галактиках по мере удаления от центра возрастают, достигая стабильного максимума». В последующие годы Рубин продолжила эти исследования, в частности вместе с коллегами она провела систематические исследования и наблюдения 21 спиральной галактики типа Sc. По данным наблюдений был построен график, где ни одна из кривых вращения не оказывается классической, сужающейся формы, которая следует из законов Кеплера.

Её систематические исследования показали, что замести проблему под ковёр не удастся. Кроме того, ОТО тоже выдвинула свою проблему — тёмной энергии. Таким образом, астрономам пришлось признать, что их наука оказалась в полном тупике: всё, что они исследовали, составляет лишь 0.4 процента.

На втором рисунке представлена диаграмма распределения массы во Вселенной.