Знаменитый американский физик-теоретик японского происхождения Митио Каку (Michio Kaku), который известен как активный популяризатор науки, сделал сенсационное заявление. «В каком-то смысле гравитации не существует. То, что движет планетами и звездами, — это искажение пространства и времени».

На чём основывается данное утверждение?

Группа астрономов во главе с физиком из Университета Сент-Эндрюс (University of St Andrews) в Шотландии, обнаружила высокую скорость вращения газа в карликовой галактике, что согласуется с теорией, известной как MOND (Milgromian Dynamics or MOdified Newtonian Dynamics, динамика Милгрома или модифицированная ньютоновская динамика.

Согласно наблюдениям астрономов, многие галактики вращаются слишком быстро, для того, чтобы оставаться в том состоянии, в каком их наблюдают. При такой скорости вращения они должны были бы просто разлететься во все стороны. Однако, этого не происходит. Почему?

Наиболее популярное объяснение сего парадокса состоит в том, что существует некие частицы т.н. «темной материи» (dark matter). Это гипотетические слабо взаимодействующие между собой частицы массы, не описанные в традиционной ядерной физике. Они-то якобы и составляют большую часть массы и гравитации в этих далеких быстро вращающихся галактиках.

Но поскольку темная материя так и не была обнаружена, несмотря на десятилетия интенсивных поисков, были выдвинуты различные теории, объясняющие, что не даёт быстровращающимся галактикам разлетаться. Не один десяток лет ведутся споры о том, какая из теорий верна – MOND или теория «тёмной материи».

В довольно противоречивой теории MOND выдвигается гипотеза о том, что на очень больших расстояниях сила гравитации между двумя объектами снижаясь, не по ньютоновскому закону обратного квадрата, который был эмпирически выведен из измерений на гораздо меньших расстояниях.

Скорость вращения звезд и газа в далеких галактиках невозможно измерить непосредственно. Для этого требуются точные спектроскопические измерения, которые можно провести не в каждой астрономической обсерватории. Если смотреть на галактику в плоскости вращения, то может создаться впечатление, что галактика вращается очень медленно, но при этом угол её наклона может быть оценён неверно, только по тому, насколько эллиптической выглядит галактика (см. изображение).

Компьютерное моделирование показывает, что она может казаться более эллиптической, а не круглой, если смотреть на галактику точно в «анфас». Это связано с тем, что звезды и газ в галактике обладают гравитацией и могут принимать некруглую форму. При этом могут образовываться спиральные рукава в дисковых галактиках, которые часто называют «спиральными галактиками». Оценить их форму – круг или эллипс – довольно затруднительно.

Говоря простыми словами, галактики, кажущиеся нам эллиптическими, скорость вращения которых кажется не соответствующей законам классической физики, на самом деле могут быть расположены к наблюдателю на земле совсем под другим углом. Поэтому, скорость вращения их газа и звезд находится в тех пределах, которые не дают им разлететься в окружающее пространство. А эллиптическими они кажутся потому, что они насколько массивны, что искажают пространство.

Этот, по сути, оптический обман и создаёт парадокс «тёмной материи», которой, скорее всего просто не существует.

А гравитация – это лишь искажение пространства и времени. На рисунке ниже показано, как форма объекта может искжаться при изменении траектории света огибающего массивный объект