Czyżby kolejna teoria grawitacji bez ciemnej materii?

Niektórzy fizycy czy astrofizycy są raczej niechętni koncepcji ciemnej materii, która jest póki co tylko teoretycznym bytem potrzebnym, by wyjaśnić np. zwiększone przyciąganie grawitacyjne w niektórych galaktykach, które generuje właśnie niewidoczna i niewykrywalna ciemna materia. Brak bezpośrednich dowodów jej istnienia powadzi do powstawania coraz to nowszych teorii (modeli), które próbują pozbyć się niechcianego bytu.

Para naukowców z Czeskiej Akademii Nauk wstrząsnęła społecznością astrofizyków nową, zmodyfikowaną teorią dynamiki Newtona (ang. MOND -modified Newtonian dynamics), która odrzuca koncepcję ciemnej materii, a zamiast tego potwierdza teorie sugerujące, że istnieje jeszcze rodzaj nieodkrytej grawitacji odpowiedzialnej za efekty widoczne w mikrofalowym promieniowaniu tła (czyli wszechobecnego promieniowania wypełniającego Wszechświat). Constantinos Skordis i Tom Złośnik opublikowali artykuł opisujący swoje pomysły w Physical Review Letters.

Od dawna, wielu członków społeczności astrofizyków wykorzystywało ideę ciemnej materii do wyjaśniania zjawisk, których nie można wyjaśnić konwencjonalnymi sposobami – na przykład soczewkowania grawitacyjnego lub pomiarów prędkości fali grawitacyjnej znalezionej w CMB. Inni byli mniej skłonni zaakceptować ciemną materię z powodu braku fizycznych dowodów na jej istnienie. Niektórzy sugerują zamiast tego, że może działać inny rodzaj grawitacji, który mógłby wyjaśniać takie obserwacje. Wszystkie te teorie MOND nie miały jednak większego znaczenia, ponieważ nie mogły wyjaśnić cech widocznych w mikrofalowym promieniowaniu tła. Wydaje się, że to się zmieniło, ponieważ Skordis i Złośnik twierdzą, że zbudowali model MOND, który uwzględnia takie dane i nadal uwzględnia soczewkowanie grawitacyjne.

Nowy model zaczyna się od wykorzystania oryginalnej idei MOND dwóch rodzajów pól, które zachowują się razem jak rodzaj siły grawitacyjnej – jedno jest skalarne, drugie oparte na wektorach. Następnie naukowcy dodali parametry, które sugerowały pola modyfikujące grawitację generowane we wczesnym wszechświecie – takie, które naśladowały ciemną materię. Sugerują oni, że pola te ewoluowały w czasie, aż stały się rodzajem siły opisanym przez oryginalny model MOND.

Skordis i Złośnik sugerują, że ich model można wykorzystać do wyjaśnienia zarówno soczewkowania grawitacyjnego, jak i danych w CMB. Następnie planują dowiedzieć się, czy może to również wyjaśnić obfitość litu we Wszechświecie i rozbieżności w pomiarach tempa ekspansji kosmicznej – coś, czego teorie ciemnej materii nie zdołały zrobić.