A gravitáció tömeg nélkül is létezhet, tehát sötét anyag nem létezik | EatchbQ

A gravitáció tömeg nélkül is létezhet, tehát sötét anyag nem létezik

A tudósok évszázadok óta küzdenek az univerzumunkat irányító alapvető erőkkel, köztük a gravitációval és újabban a sötét anyaggal.

A gravitáció az a láthatatlan erő, amely a tömegű objektumokat egymás felé vonzza, és döntő szerepet játszik a kozmosz alakításában, a galaxisok kialakulásától a bolygók pályáiig.

De ahogy az univerzumról alkotott tudásunk bővült, úgy bővültek a körülötte lévő rejtélyek is.

Sötét anyag dilemma

E rejtélyek közül az egyik legmegdöbbentőbb a sötét anyag fogalma, az anyag egy hipotetikus formája, amelyről úgy gondolják, hogy a világegyetem teljes tömegének jelentős hányadát teszi ki.

Ellentétben a közönséges anyaggal, amelyet közvetlenül láthatunk és kölcsönhatásba léphetünk vele, a sötét anyag nem bocsát ki, nem nyel el és nem tükrözi vissza a fényt, így láthatatlanná válik a teleszkópok és más érzékelőeszközök számára.

A sötét anyag létezése, először holland csillagász javasolta Jan Oort 1932-ben, kizárólag a látható anyagokra gyakorolt ​​gravitációs hatásokból származik, mint például a galaxisok forgási görbéiből és a galaxisok halmazokban történő mozgásából. Ez arra készteti a tudósokat, hogy megkérdőjelezzék magának a gravitációnak a természetét.

Ezek a megfigyelések arra utalnak, hogy sokkal több anyag van jelen a világegyetemben, mint amennyit a látható anyag önmagában megmagyaráz.

A több évtizedes kutatás ellenére a sötét anyag pontos természete továbbra is a modern fizika egyik legnagyobb rejtélye, a tudósok különféle elméleteket – például gyengén kölcsönhatásba lépő masszív részecskéket (WIMP) és cselekvéseket – vizsgálnak, hogy megmagyarázzák tulajdonságait és viselkedését.

Mindig jelen lévő gravitáció

A gravitáció az elektromágnesesség, az erős nukleáris erő és a gyenge nukleáris erő mellett a természet négy alapvető erőjének egyike. Ez az az erő, amely a tömeges tárgyakat egymás felé vonzza, és minden léptékben döntő szerepet játszik az univerzum alakításában.

A Föld felszínén a gravitáció a bolygó közepe felé húzza a tárgyakat, súlyt adva nekik, és földön tartja őket.

Nagyobb léptékben a gravitáció szabályozza a bolygók Nap körüli pályáját, a csillagok mozgását a galaxisokban, valamint a galaxisok és galaxishalmazok kialakulását és fejlődését.

Albert Einstein szerint általános relativitáselmélety, a gravitáció a téridő görbületéből adódik, amelyet a tömeg és az energia jelenléte okoz. Minél nagyobb egy objektum, annál nagyobb a gravitációs hatása más tárgyakra.

Mindenütt jelenléte és jelentősége ellenére a gravitáció továbbra is az egyik legkevésbé ismert erő a fizikában, és a folyamatban lévő kutatások igyekeznek összeegyeztetni a kvantummechanika elveivel, és megmagyarázni az olyan jelenségeket, mint a sötét anyag és a sötét energia.

Új megvilágításban látni a gravitációt és a sötét anyagot

Új perspektívával, egy friss tanulmány a Dr. Richard Lieu a Huntsville-i Alabamai Egyetemen (UAH) azt reméli, hogy megoldja a rejtvényt azáltal, hogy új csavart ad ehhez az ősi problémához.

Kiadva A Royal Astronomical Society havi közleményeiLieu írása először mutatja be, hogyan létezhet a gravitáció tömeg nélkül.

Ez a radikális és elgondolkodtató kutatás olyan alternatív elméletet kínál, amely potenciálisan csökkentheti a sötét anyag iránti igényt.

“Saját ihletet abból fakadtam, hogy más megoldást kerestem az általános relativitáselmélet gravitációs téregyenleteire” – mondja Lieu, az UAH fizika és csillagászat kiváló professzora.

“Ezt a kezdeményezést ismét a status quo miatti frusztrációm vezérli, nevezetesen a sötét anyag létezésének fogalma, annak ellenére, hogy egy egész évszázadon keresztül nincs közvetlen bizonyíték.”

A topológiai hibák lehetnek a kulcsok

Lieu azzal érvel, hogy a galaxis vagy halmaz összekapcsolásához szükséges “felesleges” gravitáció a kozmoszban általánosan előforduló struktúrákban előforduló, héjszerű topológiai hibák koncentrikus halmazainak köszönhető.

Ezeket a hibákat nagy valószínűséggel a korai univerzum során hozták létre, amikor egy kozmológiai fázisátalakulás történt, egy fizikai folyamat, amelyben az anyag általános állapota együtt változik az univerzumban.

“Jelenleg nem világos, hogy az univerzumban pontosan milyen fázisátalakulás idézhet elő ilyen topológiai hibákat” – mondja Lieu.

“A topológiai hatások a tér nagyon kompakt régiói nagyon nagy anyagsűrűséggel, általában kozmikus húrokként ismert lineáris struktúrák formájában, bár 2D struktúrák, például gömbhéjak is lehetségesek.”

A tömeg nélküli gravitációs hatás hasonló a sötét anyaghoz

A Lieu dolgozatában javasolt héjak egy vékony belső pozitív tömegrétegből és egy vékony külső negatív tömegrétegből állnak.

Míg mindkét réteg össztömege pontosan nulla, egy ezen a héjon fekvő csillagra nagy gravitációs erő hat, amely a héj közepe felé húzza.

Mivel a gravitáció alapvetően magában foglalja magának a téridőnek a vetemedését, lehetővé teszi, hogy minden objektum kölcsönhatásba lépjen egymással, függetlenül attól, hogy van-e tömegük vagy sem.

Megerősítették például, hogy a tömeg nélküli fotonok gravitációs hatást tapasztalnak csillagászati ​​objektumokból.

“A galaxisból vagy halmazból álló, koncentrikus egyedi héjak halmaza által a fény gravitációs meghajlítása annak köszönhető, hogy egy fénysugár enyhén befelé – azaz a nagy szerkezet vagy héjhalmaz közepe felé – eltérül, amikor áthalad egy héjon. – jegyzi meg Lie.

Elmagyarázza, hogy amikor a fény több héjon halad át, a kumulatív hatás olyan mérhető elhajlást eredményez, amely hasonló ahhoz a gravitációs hatáshoz, amelyet jellemzően jelentős mennyiségű sötét anyag jelenlétének tulajdonítanak, hasonlóan a galaxisok csillagpályáinak megfigyelt sebességéhez.

A tömeg nélküli héjak szerepe a galaxisok kialakulásában

A fény eltérítése és a csillagok keringési sebessége az egyetlen eszköz, amellyel a gravitációs tér erőssége mérhető egy nagyméretű szerkezetben, legyen az galaxis vagy galaxishalmaz.

Lieu lapja azt állítja, hogy az általa idézett kagylók tömeg nélküliek, ami azt sugallja, hogy nem szükséges folytatni a végtelennek tűnő sötét anyag keresést.

A jövőbeli kutatás kérdései valószínűleg arra fognak irányulni, hogyan jön létre egy galaxis vagy halmaz ezeknek a héjaknak az egymáshoz igazításával, valamint arra, hogyan zajlik a struktúrák fejlődése.

“Természetesen egy másik megoldás elérhetősége, bár erősen szuggesztív, önmagában még nem elegendő a sötét anyag hipotézisének megcáfolásához – a legjobb esetben is érdekes matematikai gyakorlat lehet” – összegzi Lieu.

Lieu hangsúlyozza, hogy kutatásának nem célja az univerzumban a szerkezetképződés kérdésével foglalkozni, és elismeri, hogy még mindig vannak nyitott kérdések a kagylók kezdeti állapotával kapcsolatban, valamint arra vonatkozóan, hogyan lehet célzott megfigyelésekkel véglegesen megerősíteni vagy cáfolni létezésüket.

E korlátok ellenére Lieu azt állítja, hogy munkája az első demonstrációja a tömeg nélküli gravitáció lehetőségének.

Sötét anyag vs. tömeg nélküli gravitáció: kezdődjenek a játékok

Összefoglalva, kihívja Dr. Richard Lieu lenyűgöző kutatása megkérdőjelezi a sötét anyag évszázados fogalmát, és forradalmi perspektívát kínál a gravitáció természetéről.

Lieu munkája azáltal, hogy bemutatja, hogyan létezhet tömeg nélkül a gravitáció a tömeg nélküli héjak koncepcióján keresztül, új utakat nyit meg az univerzum és alapvető erőinek megértésében.

Bár további vizsgálatokra van szükség e tömeg nélküli héjak létezésének megerősítéséhez vagy tagadásához, ez a tanulmány jelentős előrelépést jelent a kozmosz megértésében.

Miközben a tudományos közösség folytatja Lieu felfedezésének következményeit, egy új korszak küszöbén állhatunk az asztrofizikában, amely átformálja a galaxisokat és a halmazokat összekötő titokzatos erőről alkotott felfogásunkat.

A teljes tanulmány a folyóiratban jelent meg A Royal Astronomical Society havi közleményei.

Szereted, amit olvasol? Iratkozzon fel hírlevelünkre, ahol lebilincselő cikkeket, exkluzív tartalmat és a legújabb frissítéseket olvashat.

Keressen minket az EarthSnapon, egy ingyenes alkalmazáson, amelyet Eric Ralls és az Earth.com hozott Önnek.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *