Обычный закон гравитации выглядит так:
Где сила F гравитационного притяжения между двумя материальными точками с массами m_1 и m_2, действует вдоль соединяющей их прямой, пропорциональна обеим массам и обратно пропорциональна квадрату расстояния r. То есть, расстоянию в квадрате. Где G гравитационная постоянная.
Но как мы уже знаем, такая гравитация недостаточна для разлетания звёзд в галактике (не путать с разлетанием во Вселенной).
Нужно ли придумывать тёмную материю?
Можно просто обойтись небольшим изменением формулы. Например:
Где n некоторая степень, которую предстоит вычислить.
Тогда, чем больше расстояние, тем меньше знаменатель. А значит и больше тяготение.
Впрочем, я не настаиваю на степенной зависимости. Это может быть и так:
Где Yнекоторый коэффициент.
Могут быть и другие формулы. Важно, чтобы с увеличением r, знаменатель постепенно уменьшался.
Но сначала описания модели дам некоторые пояснения.
Что такое геометрическая и физическая скорость объекта?
Скорость, это перемещение наблюдаемого объекта, в определённое время.
Давайте возьмём и надуем шарик, а потом медленно начнем его сдувать. Поверхность этого шарика и назначаем двухмерной моделью нашего трёхмерного пространства.
Итак, шарик надут. Но на шарик попало несколько муравьёв, которые по нему лениво ползают.
Шарик сдувается, и даже если муравьи продолжат оставаться на месте, то они начнут приближаться друг к другу в системе отсчёта внешнего наблюдателя. А если шарик начать снова надувать, то они начнут удаляться друг от друга. И эти скорости сближения или удаления – скорости чисто геометрические, поскольку муравьи продолжают сидеть на том же месте шарика.
Но ведь муравьи могут начать ползать? Но это их ползание, в нашей модели, будет уже физической скоростью.
Но чтобы модель была действительно полной – муравьи должны уменьшаться и увеличиваться в размерах, пропорционально увеличению или уменьшению размера шарика.
***
Теперь представьте, что молекулы расширяются/раздуваются/разбухают, с ускорением пропорциональным массе.
Земля разбухает с ускорением 9.8 м/с².
Гравитации нет. Просто объект, находившийся в некоторой точке пространства, сближается с Землёй с ускорением 9.8 м/с². И всё остальное имеющее массу точно также разбухает.
Нет никакого свободного падения – есть сближение объектов с определённым ускорением.
И Солнце разбухает с ускорением 274 м/с².
Какие галактические последствия такой модели?
Удалённые светила тоже разбухают. И казалось бы, должны сближаться с нами с ускорением. НО!!!
Информация об их разбухании из-за конечности скорости света доходит до нас с опозданием, тем большим, чем удалённей от нас эта звезда.
А измеряем мы это расстояние своим, разбухающим/увеличивающимся метром.
Мы получаем информацию об их действительных размерах с опозданием. И их спектр излучения, дошедший до нас из глубины времён, показывает красное смещение, а значит, мы интерпретируем это, как удаление.
Понятно?
А это запаздывание действует не только с очень удалёнными объектами, но и с самыми близкими астрономическими объектами.
Например, с Солнцем или Луной.
Пример: Представьте. Каждую секунду всё увеличивается в два раза.
Некоторый наблюдаемый объект находится от нас на расстоянии двух секунд.
Наш метр увеличился в два раза и его в два раза. Через секунду наш метр увеличился ещё в два раза. То есть, наш размер стал 4 начальных размера. Но в этот момент к тебе дошла информация, что метр наблюдаемого тобой объекта увеличился только в два раза (секунда запоздания). То есть, он стал вдвое меньше.
На самом деле ничего нет. Всё именно такое, как мы это наблюдаем.
Причём не мы, как разумные существа, а сам метр. Пуговица нашей рубашки, придорожный камень, так наблюдают мир. Относительно них наблюдаемый объект стал в два раза меньше, а значит удалился.
«Сломать» голову, которая думает, что есть нечто, что "на самом деле" непросто. Но людям представить, что земля не плоская, и что люди на другой её стороне ходят вверх ногами, тоже было не просто.
Мы привыкли, что единицу масштаба мы назначаем сами. Есть, например, опасения в изменении сантиметра. Специальная палата следит за тем, чтобы сантиметры, пуды и т.д., были одинаковы.
А если метра нет? Меряем в попугаях.
Откуда мы взяли что можем (имеем физические основания) произвольно определять метр в пространстве?
Предположим что единица измерения в пространстве (естественный физический пространственный метр) равна некоторому огромному расстоянию, например 10000 килопарсек.
Мы можем представить, что каждый миг (минимальное время на событие) расстояние от нас, до любого объекта возводиться в квадрат. Но в квадрат в этой (10000 килопарсек) естественной единице.
Тогда, любое расстояние большее 10000 килопарсек (принятое за единицу масштаба) для наблюдателя в центре системы отсчёта будет увеличиваться («разбегание»), а любое расстояние меньшее этой единицы масштаба, будет уменьшаться («гравитация»).
На самом деле моделей различной корректировки законов, может быть множество. Вовсе не обязательно, чтобы то взаимодействие, которое мы называем гравитационным описывалось одной моделью. Но в чём разница корректировки модели и созданию таких новых сущностей, как темная материя, тёмный бог, тёмная энергия и каким-то уточнением в формуле, например «G» – гравитационная постоянная, окажется не постоянной, а переменной. Дело в том, что изменённая модель для одного случая ведёт к изменению и появлению новых предсказаний в других областях знания. Это не ад хок – сущность для частного случая.
И рассчитывать, что когда-нибудь мы выясним окончательную модель происходящего, ненаучно. Всё что мы можем, так это искать модель наиболее приближенную к реальности.
Да и физика не должна отвечать на вопрос «почему?». Физика отвечает только на вопрос «как?».