Неожиданная версия природы неизвестного объекта на окраине Солнечной системы

Вот что не даёт покоя астрономам последние лет двадцать, если не больше: многие так называемые транснептуновые (потому что находятся за Нептуном) объекты как-то поразительно сгруппированы, их орбиты вытянуты примерно в одном и том же направлении. Так у учёных появилась мысль, что эти орбиты что-то тянет к себе.

И расчёты привели к тому, что это что-то должно быть раз в 5 или даже в 10 массивнее Земли и при этом находиться на расстоянии в несколько сотен астрономических единиц, то есть в сотни раз дальше от Солнца, чем наша планета. Для сравнения, расстояние между Плутоном и Солнцем никогда не превышает 49 с небольшим астрономических единиц. Таким образом, таинственная гипотетическая "планета X" или "планета 9" должна находиться как минимум раз в десять дальше Плутона и быть весьма крупной "супер-Землёй". Это была самая первая версия, позже появились другие варианты: например, что планета находится несколько ближе и что она поменьше. Более того, разговоры были даже о том, что это и вовсе маленькая чёрная дыра. "Компактная". Правда, в общем-то, любая чёрная дыра звёздной массы — объект весьма компактный: в диаметре имеет всего-то километров, пожалуй, двадцать или около того. Но в этом диаметре куда-то в неизвестность, в сингулярность провалилась масса нескольких Солнц.

Так вот, теперь к этой разнообразной коллекции возможных объяснений этому занептуновому феномену добавилось нечто уже совершенно невообразимое: что это и не планета, и не чёрная дыра, а это проявление пока что непонятого действия гравитации.

Тут дело вот в чём. Если яблоко находится на яблоне, то есть совсем близко к источнику гравитации, то оно на этот источник, естественно, упадёт. Но если яблоко забросить на высоту, скажем, километров в 300 или в 400, то есть на низкую околоземную орбиту, то оно уже падать не будет или, во всяком случае, упадёт далеко не сразу. Оно под действием гравитации начнёт вращаться вокруг её источника. И чем оно ближе к нему, тем вращается оно быстрее. К примеру, 420-тонная Международная космическая станция, которая держится высоты 400 с небольшим километров, оборачивается вокруг Земли за полтора часа и за это время она успевает пролететь порядка 40 тысяч километров. Будь она выше, летела бы медленнее. И точно так же это работает с вращением планет вокруг Солнца: ближние кружатся очень быстро, дальние — очень медленно. Смотрим периоды обращения: у Меркурия — 88 дней, у Венеры — 225 дней, у Земли — 365 дней, у Марса — 687 дней и так далее вплоть до Плутона — целых 248 ЛЕТ. С момента его открытия в 1930 году его уже успели разжаловать из планет, а он даже ни одного оборота вокруг Солнца не сделал.

То есть вроде бы всё выглядит идеально логично, великий закон всемирного тяготения работает безотказно. Чем дальше от источника гравитации, тем гравитация слабее. Но примерно в 1980-е годы астрономы с удивлением обнаружили, что безотказно это работает только в масштабах отдельной звёздной системы, а вот в масштабах целой галактики Вселенная уже не хочет подчиняться второму закону Ньютона. Тогда учёным удалось измерить скорость вращения звёзд вокруг центра галактики, и обнаружилась какая-то фантастическая вещь: вместо того чтобы планомерно замедляться по мере удаления от центра галактики, звёзды почему-то практически не замедляются и на окраинах носятся так, как они там носиться абсолютно не должны. Поэтому астрофизики решили, что в галактике, кроме её центра, то есть её видимой массы, есть какой-то ещё более мощный невидимый источник гравитации. Так родилась идея знаменитой тёмной материи. Скрытой массы, которая во много раз превосходит массу всех звёзд и планет в галактике, вместе взятых. Учёные пришли к выводу, что, похоже, все галактики во Вселенной заключены в невидимые "гало" этой тёмной материи, и именно эта скрытая огромная масса держит галактики в целости, не даёт им распадаться, и именно она своим невидимым притяжением разгоняет галактические окраины.

Но это не единственное предложенное учёными объяснение. Есть и совершенно другое, которое и вовсе не требует для объяснения феноменального ускорения "пригородных" галактических звёзд никакой тёмной материи. И оно гласит, что мы просто не совсем понимаем, как работает гравитация. Что второй закон Ньютона надо немного подкорректировать. В этом основной смысл гипотезы под названием "Модифицированная ньютоновская динамика (MOND)". В общих чертах эта теория утверждает, что кроме массы и расстояния на мощность гравитации действуют ещё некоторые вещи, в сравнительно небольших масштабах незаметные, но в масштабах галактических — ощутимые. И в результате за счёт этого, согласно MOND, выходит так, что по мере удаления от центра притяжения его сила поначалу действительно предсказуемо ослабевает, но в какой-то момент парадоксальным образом начинает снова увеличиваться и удивительно сильно действовать на объекты, которые, казалось бы, от источника гравитации очень далеко.

Самое забавное, что учёные никак не предполагали, что эта теория подойдёт для объяснения "странной склонности" транснептуновых объектов. Они решили применить её, чтобы, наоборот, исключить альтернативную теорию гравитации как возможный ответ на этот вопрос. А оказалось, что эта теория прекрасно на него отвечает. Астрофизики обнаружили, что подозрительные орбиты небесных тел на краю Солнечной системы вытянуты более или менее в сторону центра нашей Галактики. И расчёты с учётом этих "модификаций" ньютоновских законов показали, что вдали от Солнца, где его притяжение уже достаточно слабое, небольшие объекты уже будет "оттягивать" к себе притяжение галактическое, притяжение центра Млечного Пути.

От нас до сверхмассивной чёрной дыры (массой в 4 миллиона Солнц), которая являет собой центр нашей Галактики — примерно 26 тысяч световых лет. И мы, то есть Солнечная система, разумеется, находимся во власти этой сверхмассивной чёрной дыры, делаем оборот вокруг неё (то есть, конечно, вокруг общего центра масс) каждые 240–250 миллионов лет. Но кто бы мог подумать, что, помимо этого общего воздействия на нашу родную звёздную систему, галактический центр с такого расстояния дополнительно влияет на её отдельные объекты на окраине. Если это так, значит, никакой планеты Х, никакой девятой планеты нет. Впрочем, и неизвестная планета, и альтернативная теория гравитации — в равной степени всего лишь версии. Но таинственные орбиты транснептуновых тел остаются фактом.