Neue Bodenstudie legt nahe, dass Schwerkraft ohne Masse existieren kann: ScienceAlert

Was ist Schwerkraft ohne Masse? beide Revolutionärer Newton Aufgrund der Gesetze, die ihre globale Wirkung beschreiben, und Einsteins Vorschlag einer grübchenförmigen Raumzeit dachten wir früher, dass die Schwerkraft ausschließlich im Bereich der Materie liegt.

Nun legt eine wilde neue Studie nahe, dass Schwerkraft ohne Masse existieren kann, wodurch eine der schwer fassbaren Substanzen in unserem Universum nicht mehr benötigt wird: Dunkle Materie.

Dunkle Materie ist eine hypothetische, unsichtbare Masse, die vermutlich 85 % der Gesamtmasse des Universums ausmacht. Ursprünglich erstellt für Galaxien berechnen Obwohl sie bei hoher Rotationsgeschwindigkeit zusammenhalten, wurden sie noch nicht direkt beobachtet, was die Physiker dazu veranlasst, alle möglichen Arten davon zu vermuten Ideen da draußen Um zu vermeiden, dass dieses schwer fassbare Material eine Möglichkeit darstellt, die Lücken in bestehenden Theorien zu schließen.

Die jüngste Demonstration in diesem Zusammenhang stammt vom Astrophysiker Richard Liu von der University of Alabama in Huntsville, der vorschlug, dass das Universum nicht dunkle Materie, sondern Galaxien und andere Objekte zusammenhält … Kann dünne, krustenartige Schichten „topologischer Defekte“ enthalten Was zur Schwerkraft ohne Grundmasse führt.

Leo begann, eine andere Lösung für das Problem zu finden Einsteins FeldgleichungenWas die Krümmung der Raumzeit mit der Anwesenheit von Materie in ihr verbindet.

Wie Einstein es 1915 in seiner Theorie beschrieb Generelle RelativitätDie Raumzeit umhüllt Materiebündel und Strahlungsströme im Universum, abhängig von ihrer Energie und ihrem Impuls. Diese Energie hängt natürlich mit der Masse in Einsteins berühmter Gleichung zusammen: E=mc².

Die Masse eines Objekts hängt also mit seiner Energie zusammen, was zur Krümmung der Raumzeit führt – und diese Krümmung der Raumzeit ist es auch Was Einstein als Schwerkraft beschriebEs ist um einiges komplexer als Newtons Annäherung an die Schwerkraft aus dem 17. Jahrhundert Kraft zwischen zwei Objekten mit Masse. Mit anderen Worten: Die Schwerkraft scheint eng mit der Masse verbunden zu sein.

Nicht so, sagt Liu.

In seiner Arbeit machte sich Liu daran, eine vereinfachte Version von Einsteins Feldgleichungen zu lösen, die eine endliche Gravitationskraft ohne nachweisbare Masse ermöglichen. Er sagen Seine Bemühungen waren „durch meine Frustration über den Status quo motiviert, das heißt die Idee, dass dunkle Materie existiert, obwohl es ein ganzes Jahrhundert lang an direkten Beweisen mangelte.“

Lius Lösung besteht aus schalenförmigen topologischen Defekten, die in sehr komprimierten Raumregionen mit einer sehr hohen Materiedichte auftreten können.

Diese Gruppen konzentrischer Schalen enthalten eine dünne Schicht positiver Masse, die in einer äußeren Schicht negativer Masse versteckt ist. Die beiden Massen heben sich gegenseitig auf, sodass die Gesamtmasse der beiden Schichten genau Null ist. Wenn jedoch ein Stern auf diese Kruste fällt, ist er einer großen Gravitationskraft ausgesetzt, die ihn in Richtung der Mitte der Kruste zieht.

„In meiner Arbeit wird behauptet, dass die angenommenen Granaten zumindest masselos sind“, sagte Liu sagen. Wenn diese kontroversen Vorschläge überhaupt Gewicht haben, „dann besteht keine Notwendigkeit, diese scheinbar endlose Suche nach dunkler Materie fortzusetzen.“ Hinzufügen.

Die nächste Frage ist dann, wie man die von Liu vorgeschlagenen Muscheln durch Beobachtungen bestätigen oder widerlegen kann.

„Die zunehmende Häufigkeit von Beobachtungen von Ringen und galaxienähnlichen Formationen im Universum liefert Beweise für die Art der hier vorgeschlagenen Quelle.“ Er schreibt in seiner Arbeit. Obwohl er zugibt, dass die von ihm vorgeschlagene Lösung „sehr suggestiv“ ist und allein die Hypothese der Dunklen Materie nicht widerlegen kann.

„Es kann bestenfalls eine interessante Übung sein“, Leo Er beendet. „Aber es ist das erste [mathematical] Ein Beweis dafür, dass Schwerkraft ohne Masse existieren kann.“

Die Studie wurde veröffentlicht in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.