Рассматривается два вопроса: природа темной материи и аномальное ускорение "Пионеров". Высказывается гипотеза о наличии некоего "пятого поля" - которое обуславливает взаимодействие между темной материей и веществом, предлагается эксперимент по проверке обсуждаемой гипотезы.Введение.
Проблема темной материи на сегодняшний день является одной из фундаментальных проблем астрофизики [1]. Данные наблюдений [2] показывают что вблизи галактик имеются скопления некоего вещества - которое явно не является обычной, барионной материей. Результаты наблюдений как с гравитационными линзами, так и с анизотропией микроволнового (реликтового) фона [3] позволяют сделать вывод - в наблюдаемой Вселенной темной материи не меньше 30% по массе, в то время как привычная нам барионная материя составляет около 3%.
Главный вопрос - из чего состоит темная материя?
Эффект замедления "Пионеров" [4, Wiki] так же может быть причислен к ряду нерешеных вопросов (хотя следует особо отметить то, что предложен ряд объяснений с позиций традиционной физики, без привлечения темной материи или каких-то иных неизвестных или слабоизученых механизмов - 5). В предлагаемой работе описан механизм, связывающий эти два явления воедино.
Предположения.
Предлагаемая гипотеза основана на том, что частицы темной материи взаимодействуют за счет некоего "пятого поля" - переносчиком которого является некая неизвестная на сегодняшний день частица.
Если принять что темная материя состоит из неких частиц, то следует практически сразу отметить то, что они не подвержены как электромагнитному, так и сильному взаимодействию. В противном случае их было бы слишком легко детектировать - если учесть количество ежегодно проводимых экспериментов в области физики ядра и частиц.
Безусловно остается вариант с крайне малой концентрацией частиц темной материи - но в таком случае возникает другое ограничение: масса частиц явно не может расти сколь угодно долго. В случае формирования каких-либо сгустков ("атомов" темной материи) мы будем наблюдать спектры поглощения/испускания; в случае одиночных частиц рано или поздно они будут зарегестрированы в каком-либо детекторе.
Слабовзаимодействующие частицы пытаются зарегестрировать в целом ряде экспериментов - но пока безрезультатно [6]. Отрицательный результат безусловно не говорит в пользу предлагаемой здесь гипотезы - но по крайней мере ее не опровергает (следует заметить что ничего не мешает иметь частицу, взаимодействующую сразу слабым и "пятым" способом).
Что дает гипотеза:
Во-первых она объясняет почему темная материя собирается в некие "гало". За счет одного лишь гравитационного взаимодействия не удалось бы получить облако, выходящее за пределы Солнечной системы - поскольку при одном лишь только гравитационном взаимодействии следовало бы ожидать формирования компактного кластера из темной материи в центре масс Солнечной системы (а именно - внутри Солнца). Это явно противоречит оценкам массы Солнца - которые получены в расчете на обычное вещество и которые подтверждаются в рамках существующих представлений о термоядерных реакциях (большая масса Солнца - причем большая на порядки - должна была бы повлиять на давление в центре звезды).
Предположение о том, что темная материя формирует не только центральный сгусток но и некие "планеты" опять-таки расходится с данными наблюдений за планетами. Даже невидимый сгусток был бы обнаружен по возмущению орбит обычных планет - и потому мы вынуждены прийти к единственному выводу - темная материя распределена как минимум радиально-симметрично относительно Солнца (в виде диска или же сферического гало).
Причем отсутствие некоего центрального сгустка можно объяснить тем, что взаимодействие по гипотетическому "пятому" каналу отличается образованием некоего "твердого тела" с большим расстоянием между частицами. Согласно такой версии вся солнечная система находится внутри некоего "твердого тела" из темной материи - тела, которое сформировалось за счет гравитационного взаимодействия темной материи.
Во-вторых становится понятным поведение "Пионеров" - аномальное ускорение (в сторону Солнца) объясняется гравитационным торможением, аппараты притягиваются оставшейся позади массой (при нахождении внутри тяготеющего шара гравитационное влияние менее заметно).
Экспериментальная проверка.
Поскольку предлагаемая гипотеза не исключает того варианта что темная материя в принципе не взаимодействует с обычным веществом - ни один из проводимых ныне экспериментов не позволит выявить частицы темной материи. Единственным способом наблюдения темной материи является гравитационный - и запуск серии межзвездных зондов (аналогичных "Пионерам") мог бы привести к получению дополнительных данных по аномальному замедлению аппаратов. В случае если предлагаемая гипотеза справдлива - то торможение будет одинаково для всех аппаратов, вне зависимости от выбора направления как минимум в плоскости темного гало (если по каким-то причинам у нас имеет место случай дискообразной формации).
Теоретически "темное облако" (вернее "тело") должно так же менять свою конфигурацию при движении масс внутри себя - например в случае с двойными системами. Изученеи поведения зондов вблизи такой системы могло бы так же подтвердить данную гипотезу - но скорее всего поставить подобный эксперимент в ближайшем будущем не представляется возможным (вариант - использовать некий естественный ЭМ излучатель - двигающийся вблизи двойных звезд).
ну, каково?
Где ляпы, недоработки, логические провалы? Сам несколько дохлых мест вижу... но писалось не специалистом (я нейроученый, а не астрофизик) в чистом виде для развлечения, так что не обессудьте...
(ссылка: 
