Τι είναι η βαρύτητα χωρίς μάζα; Οι πιο επαναστατικοί Νόμοι του Νεύτωνα, όσο και η θεωρία του Αϊνστάιν, θεωρούν πως η βαρύτητα βρίσκεται όπου υπάρχει ύλη και άρα μάζα.
Τώρα όμως μια νέα μελέτη, υποδηλώνει πως η βαρύτητα μπορεί να υπάρξει χωρίς μάζα, εξαλείφοντας με άνεση την ανάγκη για μια από τις πιο περίεργες και άπιαστες ουσίες του Σύμπαντος, την σκοτεινή ύλη.
Η σκοτεινή ύλη είναι μια υποθετική, αόρατη μάζα, που θεωρείται πως αποτελεί το 85% του συνολικού όγκου του σύμπαντος. Αγρικά προτάθηκε για να εξηγήσει τους γαλαξίες που συγκρατούνται μεταξύ τους, υπό την περιστροφή υψηλής ταχύτητας. Όμως δεν έχουμε καταφέρει να παρατηρήσουμε την σκοτεινή ύλη άμεσα, παρατηρώντας μόνο το αποτέλεσμά της. Για αυτό τον λόγο, οι φυσικοί προσπαθούν να βρουν και άλλες εξηγήσεις για το πως δουλεύει το σύμπαν, βγάζοντας από την εξίσωση την σκοτεινή ύλη.
Τώρα έρχεται ο αστροφυσικός Richard Lieu, του Πανεπιστημίου της Αλαμπάμα. Προτείνει πως αντί να θεωρούμε πως υπάρχει σκοτεινή ύλη, το Σύμπαν μπορεί να περιέχει λεπτά, σαν κέλυφος στρώματα “τοπολογικών ελαττωμάτων”, που προκαλούν βαρύτητα, χωρίς την ύπαρξη υποκείμενης μάζας.
Ο Lieu ξεκίνησε προσπαθώντας να βρει μια άλλη λύση στις εξισώσεις πεδίου του Αϊνστάιν , οι οποίες συσχετίζουν την καμπυλότητα του χωροχρόνου με την παρουσία ύλης μέσα σε αυτόν.
Όπως περιέγραψε ο Αϊνστάιν στη θεωρία του για τη γενική σχετικότητα το 1915 , ο χωροχρόνος στρεβλώνεται γύρω από δέσμες ύλης και ρεύματα ακτινοβολίας στο Σύμπαν, ανάλογα με την ενέργεια και την ορμή τους. Αυτή η ενέργεια, φυσικά, σχετίζεται με τη μάζα στη διάσημη εξίσωση του Αϊνστάιν: E=mc 2 .
Η μάζα ενός αντικειμένου συνδέεται με την ενέργειά του, η οποία κάμπτει τον χωροχρόνο. Αυτή την καμπυλότητα στον χωροχρόνο, ο Αϊνστάιν περιέγραψε σαν βαρύτητα. Είναι λίγο πιο περίπλοκο από την προσέγγιση της βαρύτητας από τον Νεύτωνα, όμως φαίνεται να εξηγεί πολλά παραπάνω φαινόμενα, εκτός του πλανήτη μας. Και οι δύο όμως, λένε πως η βαρύτητα είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με τη μάζα.
Ο Liei όμως διαφωνεί.
Στο πλαίσιο των εργασιών του, ο Lieu ξεκίνησε την επίλυση μιας απλοποιημένης εκδοχής των εξισώσεων πεδίου του Αϊνστάιν που επιτρέπει μια πεπερασμένη δύναμη βαρύτητας απουσία οποιασδήποτε ανιχνεύσιμης μάζας. Λέει ότι οι προσπάθειές του «οδηγήθηκαν από την απογοήτευσή μου με το status quo, δηλαδή την έννοια της ύπαρξης της σκοτεινής ύλης παρά την έλλειψη οποιασδήποτε άμεσης απόδειξης για έναν ολόκληρο αιώνα».
Η λύση του Lieu αποτελείται από τοπολογικά ελαττώματα σε σχήμα κελύφους που μπορεί να εμφανιστούν σε πολύ συμπαγείς περιοχές του χώρου με πολύ υψηλή πυκνότητα ύλης.
Αυτά τα σετ ομόκεντρων κελυφών περιέχουν ένα λεπτό στρώμα θετικής μάζας που έχει τοποθετηθεί μέσα σε ένα εξωτερικό στρώμα αρνητικής μάζας. Οι δύο μάζες αλληλοεξουδετερώνονται, οπότε η συνολική μάζα των δύο στρωμάτων είναι ακριβώς μηδέν. Αλλά όταν ένα αστέρι βρίσκεται σε αυτό το κέλυφος, υφίσταται μια μεγάλη βαρυτική δύναμη που το σέρνει προς το κέντρο του κελύφους.
“Ο ισχυρισμός της εργασίας μου είναι ότι τουλάχιστον τα κελύφη που υποθέτει είναι χωρίς μάζα”, λέει ο Lieu. Εάν αυτές οι αμφισβητούμενες προτάσεις έχουν κάποιο βάρος, «δεν υπάρχει καμία ανάγκη να διαιωνιστεί αυτή η φαινομενικά ατελείωτη αναζήτηση για τη σκοτεινή ύλη», προσθέτει ο Lieu.
Τώρα, η επιστημονική κοινότητα θα πρέπει να βρει ένα τρόπο να επιβεβαιώσει ή να αντικρούσει τους ισχυρισμούς του Lieu, για την ύπαρξη κελυφών, μέσω παρατηρήσεων.
«Η αυξανόμενη συχνότητα των παρατηρήσεων σχηματισμού δακτυλίων και όμοιων με κελύφη γαλαξιών στο Σύμπαν δίνει στοιχεία για τον τύπο της πηγής που προτείνεται εδώ», γράφει ο Lieu στην εργασία του . Παρόλο που παραδέχεται ότι η προτεινόμενη λύση του είναι «άκρως υποδηλωτική» και δεν μπορεί από μόνος του να καταρρίψει την υπόθεση της σκοτεινής ύλης.
Μόλις λύθηκε το μεγαλύτερο μυστήριο της μεγάλης έκρηξης – Big Bang
«Θα μπορούσε να είναι μια ενδιαφέρουσα μαθηματική άσκηση στην καλύτερη περίπτωση», καταλήγει ο Lieu . «Αλλά είναι η πρώτη [μαθηματική] απόδειξη ότι η βαρύτητα μπορεί να υπάρξει χωρίς μάζα».
Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Γενικότερα, η επιστήμη είναι πάντα ανοιχτή σε νέες ιδέες. Η κατάρρευση όμως δύο θεωριών όπως της θεωρίας της σχετικότητας και τους νόμους του Νεύτωνα, που έχουν αποδειχθεί σε εκατομμύρια καταστάσεις σωστές, είναι κάτι που πρέπει να είναι τρομερά στοιχειοθετημένη. Άλλωστε, το παραδέχθηκε και Lieu, πως η εργασία του δεν μπορεί από μόνη της να καταρρίψει τα πάντα.
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
ΓΕΙΑ ΣΑΣ,
ΣΥΜΦΩΝΩ ΚΙ ΕΓΩ ΜΕ ΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ κου Lieu ΑΛΛΑ ΘΑ ΕΛΕΓΑ ΚΙ ΕΓΩ ΜΕ ΤΗ ΦΑΝΤΑΣΙΑ ΜΟΥ ΟΤΙ:
ΥΠΑΡΧΕΙ ΜΟΝΟ ΕΝΑ ΚΕΛΥΦΟΣ ΣΕ ΟΛΟΚΛΗΡΟ ΤΟ ΣΥΜΠΑΝ ή ΟΧΙ;
ΕΑΝ ΝΑΙ, ΠΟΥ ΒΡΊΣΚΕΤΑΙ ΑΥΤΌ, ΕΞΩ ΑΠΟ ΤΟ ΜΠΙΝΓΚ-ΜΠΑΝΓΚ;