Имитация “темной материи”

Некоторая часть (возможно и основная) “темной материи” обусловлена увеличением плотности энергии гравитационного поля звездных и галактических систем, имитирующим “скрытую массу”.

Астрономические наблюдения за движением галактик в скоплениях галактик и звезд в галактиках привели к выводу о существовании в них “скрытой массы” или, названной в дальнейшем, “темной материи”, необходимой для согласования теории тяготения с наблюдениями. По современным оценкам “темной материи” примерно в 10 раз больше видимого вещества. Природу “темной материи” пытаются объяснить при помощи разнообразных гипотез – это и обычная материя в виде погасших звезд и невидимых тел типа планет, это и скопления пыли и газа, это и существование новых, еще не обнаруженных, частиц материи, это и нейтрино с ненулевой массой, а также и введением гипотез, связанных с нарушением законов “земной” физики при их применении к галактическим системам. Ни одна из указанных гипотез в настоящее время не является общепризнанной в силу различных обстоятельств.

Какая-то часть “темной материи”, а может быть и основная, обусловлена ее имитацией по следующей физической причине. Всевозможные виды излучений и частиц, покидающих галактику или скопление галактик, как известно теряют часть своей энергии для преодоления силы гравитационного притяжения, которая переходит в энергию гравитационного поля этих систем. За длительное время своего существования эти галактические системы “вобрали” в себя подобным образом достаточно большое количество   энергии, превратившейся в их гравитационные поля.

Приведенное объяснение происхождения некоторой части “темной материи” является физическим фактом, а не гипотезой.

Для тела массы m и энергии EГ его гравитационного поля запишем следующее отношение mc

k =--->> 1,

EГ где c – скорость света в вакууме. Можно считать, что это отношение, в силу суперпозиции гравитационных полей, является постоянным с высокой точностью для любых значений масс.

Применим выражение (1) к скоплению галактик, тогда масса скопления запишется в виде kE

m = —H , c ²

где E Г = E В + E _Н, E В — энергия гравитационного поля скопления, обусловленная видимым веществом, E _Н – часть энергии гравитационного поля, соответствующая “невидимому веществу ”.

Величина E _Н обусловлена приведенным выше объяснением происхождения некоторой части “темной материи” и ее можно оценить. Тогда масса скопления галактик определится из выражения (2), но к сожалению коэффициент k остается неизвестным. Этот коэффициент можно было бы найти из выражения (1), если бы для тела произвольной массы m можно было бы вычислить энергию E _Г его гравитационного поля. Но этого не в состоянии сделать ни одна из существующих теорий гравитации. Здесь под значением энергии E _Г понимается энергия гравитационного поля данного тела, а не гравитационная потенциальная энергия его частей.

Исходящее из скопления галактик излучение в виде всевозможных частиц, фотонов и нейтрино, отдает часть своей энергии непосредственно гравитационному полю, против сил которого оно распространяется. Отданная гравитационному полю скопления галактик энергия соответствует массе m = kE _Г / c ² как бы существующему веществу “темной материи”, а это является лишь только имитацией его существования.

Все происходящие процессы выделения энергии в недрах звезд и ядрах галактик генерируют поток излучения, некоторая часть которого покидает скопление галактик, увеличивая тем самым плотность энергии его гравитационного поля. Просуммировав это излучение за все время существования рассматриваемого скопления галактик, можно оценить величину энергии E _Н , полученной гравитационным полем скопления от покидающего систему галактик потока излучения. Увеличение энергии гравитационного поля скопления галактик подобным образом имитирует наличие “темной материи”.

Описанный процесс имитации существования “темной материи” можно применить и к отдельной галактике.