1980 m. publikuotame moksliniame darbe astronomė Vera Rubin labai aiškiai parodė, kad galaktikos elgiasi taip, kaip neturėtų: jų pakraščiai sukasi gerokai greičiau, nei turėtų.
Judant tolyn nuo galaktikos centro, orbitinis žvaigždžių ir dujų judėjimas galaktikos diskuose turėtų lėtėti – greičio mažėjimas turėtų būti proporcingas atstumui nuo galaktikos centro.
Tai yra vadinama Keplerio mažėjimu, arba besileidžiančia sukimosi greičio kreive. Šį reiškinį galima stebėti, pavyzdžiui, mūsų pačių Saulės sistemoje. Tačiau ne galaktikų sukimesi.
Galaktikų sukimosi greičio kreivė tolstant nuo centro išlieka tame pačiame aukštyje ar netgi kyla. Išorinės žvaigždės apie centrą sukasi kur kas greičiau nei turėtų sprendžiant pagal regimosios masės gravitacinį efektą.
Taigi, astrofizikai išgalvojo tamsiąją materiją. Mes nežinome, kas tai yra. Negalime jos stebėti tiesiogiai. Tačiau jeigu mūsų suvokimas apie Visatos fizikinę veikimo pusę (ir apskritai visas mūsų iki šiol sukauptas žinias apie galaktikas) nėra klaidingas, tuomet neabejotina, kad papildoma masė generuojanti gravitaciją, kažkur turi būti.
Anot mokslininkų grupės, kuriai vadovauja neseniai į pensiją iš Lawrence'o Livermore'o nacionalinės laboratorijos (JAV) išėjęs fizikas Dmitrijus Riutovas bei kuriai taip pat priklauso Dmitrijus Budkeris ir Victoras Flambaumas, dirbantys Johanneso Gutenbergo universitete (Vokietija), ta papildoma masė nebūtinai yra iš tamsiosios materijos.
Naujausiame savo moksliniame darbe fizikai aiškina, kad bent jau dalinis šio reiškinio „kaltininkas“ yra šviesos dalelės (fotonai) – jų sukuriamas efektas nėra gravitacija, tačiau yra labai smarkiai į ją panašus.
„Mūsų kuriamas hipotetinis efektas nėra padidėjusios gravitacijos rezultatas. Tardami, kad suteikiame fotonams tam tikrą masę, kuri yra gerokai mažesnė už dabar numatomą viršutinę ribą, kalime įrodyti, kad šios masės pakaktų generuoti papildomas jėgas galaktikoje ir kad šios jėgos būtų daugiau ar mažiau pakankamos sukimosi kreivėms paaiškinti. Mūsų išvada yra ypatingai jaudinanti“, – sakė D.Budkeris.
Iš tiesų fizikų aprašomas reiškinys yra elektromagnetinio poveikio, susijusio su fotonų mase, sukuriamas savotiškas „neigiamas spaudimas“.
Matematinėje sistemoje – Maxwello-Proca elektrodinamikoje – šie elektromagnetiniai poveikiai gali generuoti papildomas įcentrines jėgas, kurios daugiausiai veikia tarpžvaigždines dujas. Mokslininkai tai vadina Proca poveikiu, kuris yra labai panašus į gravitacijos poveikį.
Tiesa, kol kas visa tai tėra hipotezės. Ir ne idealios.
Viena vertus, trumpai gyvuojančios žvaigždės, kurios susidaro iš dujų (ir dar iki apsukdamos pilną orbitą aplink galaktiką vėl tampa dujomis) būtų labai stipriai susietos su dujomis – Proca poveikis dujoms netiesiogiai veiktų ir šias žvaigždes.
Kita vertus, ilgai gyvuojančios žvaigždės šios hipotezės kontekste elgiasi „netinkamai“. Pavyzdžiui, Saulė, kuriai yra apie 4,6 mlrd. metų, apie galaktikos branduolį apsisuka maždaug kartą per 230 mln metų, taigi, į jau keletą ratų apie galaktiką apsukusi. Pagal mokslininkų skaičiavimus, dėl Proca poveikio Saulės orbita turėtų būti labai stipriai ištempta, elipsinė.
Bet taip nėra. Taigi, norint, kad hipotezės teiginiai labiau atitiktų realiai stebimą vaizdą, mokslininkams ją dar teks gerokai „paderinti“. O iki to laiko, kol jų teorijos neatitinka stebimosios praktikos, liekame su tamsiosios materijos teorija. Žinoma, jos dominavimas netrukdo ieškoti naujų, gerų paaiškinimų reiškiniui, kurio pagrindinės teorijos įrodyti mokslininkai nesugeba.
„Šiuo metu nemanome, kad fotonų masė yra sukimosi kreivės klausimo atsakymas. Bet gali būti, kad tai yra bent jau dalinis atsakymas. Tačiau mums reikia išlaikyti mąstymo atvirumą, nes nežinome, kas yra ta tamsioji materija“, – sakė D.Budkeris.
Mokslininkų tyrimo rezultatą publikavo recenzuojamas leidinys „The Astrophysical Journal“.
