После получения таких результатов учёные хотели обобщить закон Ньютона на большие космические расстояния, как-то его изменить, модифицировать. МОД - модифицированная Ньютоновская динамика. Они предлагают отвергнуть понятие Тёмной Материи, объясняя такие высокие скорости галактик необходимостью подправить закон Ньютона. Но тогда возникнет необходимость видоизменять закон для каждой галактики, в случае если признать, что она состоит только из барионного вещества. Кроме того, существуют и другие наблюдательные данные, свидетельствующие о наличии Тёмной Материи.
Скопление галактик помимо звёзд содержат ещё и горячий газ, который идёт от звёзд в виде звёздного ветра, а так же от вспышек сверх новых звёзд. Этот газ оседает в скоплениях галактик. Он был обнаружен с помощью рентгеновской астрономии. Это позволило показать, что температура такого газа очень высокая, в несколько млн. градусов, при этом электроны движутся со скоростями в 1 000 000 км/сек.
По косвенным наблюдениям удаётся так же оценить расстояние с учётом зависимости яркости объекта от расстояния да него. Это зависимость, безусловно, имела бы место, если бы не было Тёмной Энергии. Кроме того, наблюдательные данные позволили определить тот факт, что наша Вселенная расширяется. По сектору далёкого квазара по линии водорода с длинной волны 1200 Ангстрем, имеет длину волны 5500 Ангстрем, то есть в пять раз больше. Линия спектра сместилась из-за разбегания галактик, произошло смещение длины волны в красную часть спектра, как результат расширения Вселенной. Кроме того, удалось определить флуктуации реликтового излучения. Они разделены между собой расстоянием в угол 10.
Тёмная Энергия имеет необычное уравнение состояния. Она обладает отрицательным давлением. Если подставить это значение давления в уравнение Эйнштейна, которое описывает гравитацию, где надо учитывать не только массу покоя, но и энергию движения (давления), то при отрицательном давлении получается антигравитация.
Этим объясняются необычные свойства тёмной среды. Причём, существует три модели Тёмной Энергии
Если, W = 1 то это вакуум. Вакуум это среда в которой нельзя отличить состояние покоя от состояния движения. В вакууме нельзя выделить какую либо систему отсчёта. Это лоренс - вариантная среда. Свойства вакуума очень необычные, но плотность его равна 10-27 г/см3, она отлична от нуля. Это тоже очень удивительно. Возможно, это некоторый особый вид вакуума, который не совпадает с понятием физического вакуума. Ведь, у последнего плотность как бы должна равняться нулю.
Если ¦W¦ < 1 , то это «квинт эссенция», что тоже дает антигравитацию, но ее свойства могут меняться как во времени, так и в пространстве. Из такой материи можно создавать некоторые структуры.
Если ¦W¦ > 1, то это, так называемая, фантомная энергия, которая может привести к всемирному разрыву. Со временем из-за антигравитации все связи между структурами разорвутся, и через сотни миллионов лет распадутся и атомные ядра, и микро частицы распадутся на некоторые структуры. Вселенная в таком случае будет заполнена излучением, что равносильно первичному, волновому состоянию. То есть, фантомная энергия не позволит осуществляться каким-либо структурам.
Таковы, имеющиеся на сегодня, три модели состояния материи под названием Темная Энергия. Однако, исследования этого вопроса показывают, что необходимо увеличение точности наблюдений, для чего планируются специальные космические эксперименты с огромными материальными затратами для уточнения уравнения состояния. Необходимо выяснить, что представляет собой материя, занимающая 70% вещества во Вселенной.
Кроме новых форм материи, как Темная Энергия и Темная Материя, сегодня утвердились такие понятия как Черные Дыры и Кротовые Норы. В то время как Черная Материя и Черная Энергия представляют собой, видимо, протяженные формы материи, распределенной в пространстве, во Вселенной имеются контактные формы материи - это Черные Дыры.
Что это такое? (Подробно о них говорится в другом разделе). Если взять Землю и сжать ее до шарика в 9 мм диаметром, то мы получим вторую космическую скорость, не 11 м/сек, как сейчас, а 300000 км/сек, что равно скорости света. То есть, Черная дыра - это область пространства и времени, где наружу не сможет вырываться даже свет. У Черной Дыры очень много совершенно необыкновенных, особенных свойств. Поэтому многие ученые не верят в существование Черных Дыр. Однако, наблюдательный эксперимент подтверждает их существование. Сегодня уже существует методика их обнаружения и определения их массы.
Что же это такое? Прежде всего, в центре Черной Дыры существует сингулярность с аномально бесконечной плотностью, где сколлапсировало падающее вещество. Если масса звезды в конце ее эволюции превышает 3Мс (ядро, которое затронуто термоядерной реакцией), то такое ядро имеет сильную гравитацию, и под ее воздействием плотность вещества >? . Возможно, на этом уровне уже начинает работать не обычная, а квантовая гравитация.
Следует заметить, что в сингулярности, вероятно, отсутствует классическое понятие пространства и время. То есть, материя там существует в другом пространственно временном континууме, возможно даже, имеющим дискретную форму. Очень малый скачек по пространству, например, 10-33 см, что на 20 порядков меньше размера атомного ядра, может соответствовать сколь угодно большому промежутку по времени. Такое соотношение может представлять собой процесс мгновенного переноса на бесконечное расстояние в пространстве.
Если Черную Дыру схлопнуть из Земли, то ее гравитационный радиус будет равен 9 мм. Для Солнца гравитационный радиус составит 3 км, а Черная Дыра радиусом в 2 млрд. масс Солнца будет иметь такой радиус, равным 40 а.е., что равно расстоянию от Солнца до Плутона. Это соответствует радиусу Солнечной Системы. Если Черная Дыра не вращается, то ее гравитационный радиус будет соответствовать горизонту событий. Это не твердая и не наблюдаемая поверхность, так как с точки зрения наблюдателя на этой поверхности время останавливается. Сколь угодно малый промежуток времени на этой поверхности соответствует сколь угодно большому промежутку времени во Вселенной.
То есть нам необходимо прожить бесконечное время, чтобы заметить хоть какое ни будь возмущение на этой поверхности, на горизонте событий Черной Дыры. Эта световая сфера пространства и время, и через нее можно свободно проникнуть внутрь, но далее происходит падение в квантовую сингулярность, в состояние невесомости. И тогда внутри Черной Дыры происходит пространственно временное преобразование, проникновение в другие Миры.
Вне Черной Дыры мы ее не видим, но можем легко в нее проникнуть, но без возврата. Столь необычные свойства Черной Дыры препятствуют пониманию этой формы материи. Если Черная Дыра вращается, то она может представлять собой источник энергии, поскольку электромагнитные вихри преобразуют энергию фотона.
На первый взгляд Черные Дыры обладают весьма фантастичными свойствами, но последние наблюдательные эксперименты вселяют в ученых уверенность, что подобное явление существует на самом деле. Однако, пока четких доказательств, с точки зрения теории относительности, по поводу существования Черных Дыр не получено.
Для обнаружения существования Черной Дыры или момента ее возникновения необходимо, чтобы масса объекта была больше 3Мс, с выгоранием и прекращением термоядерной реакции, газовое давление не будет поддерживаться, и наступит процесс сжатия материи, и звезда уйдет в Черную Дыру.
Если звездное тело имеет массу меньше 3Мс, то в конце выгорания оно перейдет в нейтронную звезду, что представляет собой атомное ядро. Их фиксируют по системе двойных звезд. Сегодня обнаружено несколько десятков объектов, кандидатов в Черные Дыры.
В центре ядер галактик располагаются массивные Черные Дыры, которые могут иметь массу до миллиардов Мс. Их массы измеряются косвенным путем, с помощью измерения движения пробных тел. Так возле Черных Дыр расположены газовые диски (акреционные диски), газовые облака и отдельные звезды. Можно измерить их скорости их движения, их расстояние до Черной Дыры. А зная эти два параметра, можно по закону Ньютона рассчитать и массу Черной Дыры. И таким способом сейчас уже измерены массы тысяч ЧД, находящихся в ядрах галактик.
На сегодняшний день известны сотни звездных Черных Дыр и тысячи тех массивных, что находятся в ядрах галактик. Последние находятся очень легко по определению центра соответствующей галактики. Обнаружение же звездных Черных Дыр сложнее, поскольку необходимо найти источник рентгеновского излучения, вычислить акрецию вещества, которое питает соответствующую Черную Дыру. Это возможно потому, что выпадение вещества на поверхность ЧД сопровождается яркой вспышкой в рентгеновском диапазоне излучения. Затем, выполняя оптическую идентификацию, можно измерить движение такой звезды.
Косвенным образом измеряется и размер ЧД по быстрым изменениям характера излучения в рентгеновском диапазоне, так как стабильность пульсации такого излучения двойной звезды (пульсара, квазара) очень высока. А размеры ЧД измеряются прямым способом, с помощью современных радио интерферометров. Их размеры хоть и не велики, но, не смотря на огромные расстояния по удаленности звезд от нас, удается зафиксировать и оценить угловые значения этих размеров.
Итак, массы этих объектов очень велики, а размеры относительно малы и составляют значения, равные нескольким гравитационным радиусам. Никакая совре5менная физика не в состоянии объяснить устойчивое состояние таких объектов, как ЧД.
Кроме перечисленных выше новых видов материи во Вселенной, сегодня астрофизики говорят о новом типе объектов во Вселенной - это «Кротовые Норы». Почему о них физики стали говорить более серьезно, хотя многие из них к этой проблеме относятся более чем скептически? Дело в том, что в центре Кротовых Нор отсутствует сингулярность. Через Кротовую Нору материальный объект может пройти, может выйти из нее, а в ЧД можно только упасть и исчезнуть как материя.
Примером Кротовых Нор может служить нора, которая в области нашего пространства во Вселенной соединяет между собой галактики. По ней можно путешествовать и, несмотря на то, что расстояния между галактиками составляет порядка 10 млн. световых лет, по Кротовой Норе можно перебраться за очень короткое время, преодолев это расстояние, совершая путешествие в пространстве и во времени.
Кротовые Норы могут соединять между собой и различные вселенные, не связанные между собой причинно следственными связями. Для этого необходимо движение со скоростями, существенно большими, чем скорость света. Это получается система во всех мерном пространстве и времени, а не наша трех мерная система. Такие вселенные по отношению к нам находятся по отношению к нам в абсолютном будущем.
Сегодня имеются модели Мультимира, которые говорят о том, что вселенных очень много (бесконечное множество, М. Каценберг), которые образовались из кипящего вакуума, из вакуумной пены. Их много, и наша Вселенная есть одна из таких реализаций. Если бы не Кротовые Норы, то не было бы возможности переходить из одной вселенной в другую или из одной галактику в другую. Однако, пока не намечены даже пути технологической реализации такой математической модели.
В 1930 году Эйнштейн и Розен уже написали первую работу о Кротовых Норах. Но выяснилось, что для того, чтобы создать Кротовую Нору, необходимо иметь особый вид материи, обладающую отрицательным давлением. Возможно, кротовые норы - это не физический объект, а физическое явление, математическая модель или физическое свойство много мерного пространства и времени или форма его энергии. И такая энергия сегодня, практически открыта - это Темная Энергия.
Согласно современной парадигме существует четыре новых вида материи: Темная Матери, Темная Энергия, Черные Дыры и Кротовые Норы.
Из всех этих видов материи, на сегодня, больше всего «изучены» Черные Дыры.
Сама ЧД как барионное вещество не наблюдается, светится вещество при падении на горизонт событий, происходит сильный разогрев и мощное рентгеновское излучение. Как на практике измеряют физические параметры, определяют физические свойства ЧД, и как их выделяют в пространстве Вселенной? ЧД легче всего изучать в двойной системе., когда рядом с ЧД имеется обычная оптическая звезда типа нашего Солнца. Если на Солнечную Систему смотреть из космоса, то такой двойной системой будет пара Солнце - Юпитер.
Согласно Ньютоновскому закону притяжения, звезды вращаются вокруг ЧД. Можно измерять излучение звезды и следить за тем, как смещается ее спектр за счет эффекта Доплера, и по нему измерять скорость звезды по лучу зрения, узнавать период, скорость. Отсюда можно сделать вывод о массе невидимого объекта, вокруг которого звезда вращается. Мир двойных рентгеновских систем очень богат. Эпоха таких наблюдений началась с 1971 года, когда в США был запущен в космос первый рентгеновский спектроскоп. Тогда были открыты сотни рентгеновских источников, имеющих температуры в десятки и сотни млн. градусов.