Темная материя не подчиняется законам гравитации

Ученые установили, что темная материя, вероятно, является более странной субстанцией, чем считалось до сих пор. В частности, привычные законы гравитации оказались для нее не совсем верны. Статья исследователей появилась в журнале Nature, а ее краткое изложение приводит New Scientist. Препринт работы доступен на сайте arXiv.org.

В рамках исследования ученые анализировали распределение темной материи в центрах 28 галактик, относящихся к различным типам. Так как эта загадочная субстанция не участвует в электромагнитном взаимодействии, то анализ распределения проводится на основании данных о движении звезд. В результате ученым удалось установить, что соотношение обычной материи и темной является величиной постоянной.

По словам исследователей, этот результат противоречит существующим теориям. Дело в том, что количество темной материи должно определяться историей галактики, например, участвовала она в столкновениях со своими соседями или спокойно развивалась в изоляции. Гравитационное взаимодействие во время столкновений, по словам ученых, обязано приводить к перераспределению материи и, следовательно, изменению соотношения разных ее видов в участниках "аварии". Сами исследователи заявили, что "в физике нет законов, которые могли бы объяснить постоянство соотношения".

Новые результаты являются продолжением аналогичной работы, также опубликованной в 2009 году. В предыдущем исследовании астрофизики выяснили, что плотность темной материи в галактическом центре является величиной почти постоянной. При этом, по привычным законам гравитации, ее плотность должна увеличиваться при приближении к геометрическому центру скопления.

Для объяснения необычных результатов ученые предлагают выйти за пределы представлений о темных частицах, как просто о массивных элементарных частицах. Например, некоторые предлагают ввести еще одно фундаментальное взаимодействие (к уже имеющимся четырем — слабому, сильному, электромагнитному и гравитационное). Совсем недавно физики предложили рассматривать темную материю как состоящую из темных атомов, в состав которых входят темные протоны и электроны, между которыми действует темный аналог электромагнетизма.