Nieuw grondonderzoek suggereert dat zwaartekracht kan bestaan ​​zonder massa: ScienceAlert

Wat is zwaartekracht zonder massa? beide Revolutionair Newton Wetten die het mondiale effect ervan beschrijven en Einsteins voorstel van ingedeukte ruimtetijd, dachten we altijd dat de zwaartekracht uitsluitend in het domein van de materie ligt.

Nu suggereert een wilde nieuwe studie dat zwaartekracht kan bestaan ​​zonder massa, waardoor de behoefte aan een van de meest ongrijpbare stoffen in ons universum wordt geëlimineerd: donkere materie.

Donkere materie is een hypothetische, onzichtbare massa waarvan wordt aangenomen dat deze 85% van de totale massa van het universum uitmaakt. Oorspronkelijk gemaakt voor Sterrenstelsels berekenen Hoewel ze bij snelle rotatie bij elkaar blijven, zijn ze nog niet rechtstreeks waargenomen, wat ertoe leidt dat natuurkundigen allerlei soorten Ideeën die er zijn Om te voorkomen dat dit ongrijpbare materiaal een manier wordt genoemd om de hiaten in bestaande theorieën op te vullen.

De laatste demonstratie in deze context komt van astrofysicus Richard Liu van de Universiteit van Alabama in Huntsville, die voorstelde dat in plaats van dat donkere materie sterrenstelsels en andere objecten bij elkaar houdt, het universum… Kan dunne, korstachtige lagen van “topologische defecten” bevatten Wat leidt tot zwaartekracht zonder enige fundamentele massa.

Leo begon te proberen een andere oplossing voor het probleem te vinden Einsteins veldvergelijkingenWat de kromming van ruimte-tijd koppelt aan de aanwezigheid van materie daarin.

Zoals Einstein het in 1915 in zijn theorie beschreef Algemene relativiteitDe ruimtetijd wikkelt zich rond bundels materie en stralingsstromen in het universum, afhankelijk van hun energie en momentum. Deze energie houdt uiteraard verband met de massa in Einsteins beroemde vergelijking: E=mc².

De massa van een object houdt dus verband met zijn energie, wat leidt tot de kromming van de ruimtetijd – en deze kromming van de ruimtetijd is Wat Einstein omschreef als zwaartekrachtHet is een graad complexer dan Newtons 17e-eeuwse benadering van de zwaartekracht Kracht tussen twee objecten met massa. Met andere woorden: de zwaartekracht lijkt nauw verband te houden met massa.

Dat is niet zo, zegt Liu.

In zijn werk probeerde Liu een vereenvoudigde versie van Einsteins veldvergelijkingen op te lossen die een eindige zwaartekracht mogelijk maken bij afwezigheid van enige detecteerbare massa. Hij Hij zegt Zijn inspanningen werden “gemotiveerd door mijn frustratie over de status quo – het idee dat donkere materie bestaat ondanks het feit dat er al een eeuw lang geen direct bewijs is.”

Liu’s oplossing bestaat uit schaalvormige topologische defecten die kunnen optreden in zeer gecomprimeerde gebieden van de ruimte met een zeer hoge materiedichtheid.

Deze groepen concentrische schillen bevatten een dunne laag positieve massa, weggestopt in een buitenste laag met negatieve massa. De twee massa’s heffen elkaar op, dus de totale massa van de twee lagen is precies nul. Maar wanneer een ster op deze korst valt, wordt hij blootgesteld aan een grote zwaartekracht die hem naar het midden van de korst trekt.

“Wat mijn artikel beweert is dat de granaten die zij veronderstelt op zijn minst massaloos zijn,” zei Liu Hij zegt. Als deze controversiële suggesties enig gewicht in de schaal leggen, “dan is het niet nodig om deze schijnbaar eindeloze zoektocht naar donkere materie voort te zetten.” Toevoegen.

De volgende vraag is dan hoe de door Liu voorgestelde granaten door middel van observaties kunnen worden bevestigd of weerlegd.

“De toenemende frequentie van waarnemingen van ringen en sterrenstelselachtige formaties in het universum levert bewijs voor het type bron dat hier wordt voorgesteld.” Hij schrijft in zijn krant. Hoewel hij toegeeft dat de oplossing die hij voorstelde ‘zeer suggestief’ is en op zichzelf niet de hypothese van de donkere materie kan weerleggen.

“Het kan op zijn best een interessante oefening zijn”, Leo Hij eindigt. ‘Maar het is de eerste [mathematical] Bewijs dat zwaartekracht kan bestaan ​​zonder massa.”

Het onderzoek is gepubliceerd in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society.