Der Forscher vermutet, dass die Schwerkraft ohne Masse existieren könnte, was den Bedarf an hypothetischer Dunkler Materie verringert

Dunkle Materie ist eine hypothetische Form von Materie, die an Gravitationseffekten beteiligt ist und nicht durch die allgemeine Relativitätstheorie erklärt werden kann, es sei denn, es gibt mehr Materie im Universum, als sichtbar ist. Es bleibt fast so mysteriös wie vor fast einem Jahrhundert, als es 1932 vom niederländischen Astronomen Jan Oort erstmals vorgeschlagen wurde, um die sogenannte „fehlende Masse“ zu erklären, die für die Ansammlung von Galaxien erforderlich ist.

Jetzt Dr. Richard Liu von der University of Alabama in Huntsville (UAH). Veröffentlichtes Papier Im Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society Dies zeigt zum ersten Mal, wie Schwerkraft ohne Masse existieren kann, und liefert eine alternative Theorie, die den Bedarf an Dunkler Materie verringern könnte.

„Meine Inspiration kam von meiner Suche nach einer anderen Lösung für die Gravitationsfeldgleichungen in der Allgemeinen Relativitätstheorie – eine vereinfachte Version davon, die auf die Bedingungen von Galaxien und Galaxienhaufen anwendbar ist und als Poisson-Gleichung bekannt ist – die eine endliche Gravitationskraft ergibt.“ „in Abwesenheit jeglicher nachweisbarer Masse“, sagt Liu. , angesehener Professor für Physik und Astronomie an der UAH, Teil des Systems der University of Alabama.

„Diese Initiative wiederum basiert auf meiner Frustration über den Status quo, nämlich der Vorstellung, dass dunkle Materie existiert, obwohl es seit einem ganzen Jahrhundert keinen direkten Beweis dafür gibt.“

Der Forscher behauptet, dass die „überschüssige“ Schwerkraft, die erforderlich ist, um eine Galaxie oder einen Galaxienhaufen zusammenzuhalten, stattdessen auf konzentrische Ansammlungen schalenartiger topologischer Defekte in im gesamten Universum verbreiteten Strukturen zurückzuführen sein könnte, die wahrscheinlich während des frühen Universums entstanden sind, als ein Phasenübergang stattfand. . . Ein kosmischer Phasenübergang ist ein physikalischer Prozess, bei dem sich der allgemeine Zustand der Materie im gesamten Universum gemeinsam ändert.

„Derzeit ist unklar, welche genaue Form des Phasenübergangs im Universum zu solchen topologischen Defekten führen könnte“, sagt Liu.

„Topologische Effekte sind sehr kompakte Raumregionen mit einer sehr hohen Materiedichte, meist in Form linearer Strukturen, sogenannter kosmischer Strings, obwohl auch zweidimensionale Strukturen wie Kugelschalen möglich sind.“

„Die Schalen in meiner Arbeit bestehen aus einer dünnen inneren Schicht positiver Masse und einer dünnen äußeren Schicht negativer Masse; Wenn sich ein Stern auf dieser Hülle befindet, ist er einer großen Gravitationskraft ausgesetzt, die ihn in Richtung der Mitte des Kortex zieht.“

Da die Schwerkraft im Wesentlichen die Raumzeit selbst verzerrt, ermöglicht sie die Interaktion aller Objekte miteinander, unabhängig davon, ob sie Masse haben oder nicht. Beispielsweise wurde bestätigt, dass masselose Photonen den Gravitationseinflüssen astronomischer Objekte ausgesetzt sind.

„Die gravitative Ablenkung des Lichts durch die Gruppe einzelner konzentrischer Schalen, aus denen eine Galaxie oder ein Galaxienhaufen besteht, ist das Ergebnis einer leichten Ablenkung des Lichtstrahls nach innen – das heißt in Richtung der Mitte der großräumigen Struktur oder Schalengruppe.“ – wie beim Durchqueren einer Hülle Eins“, bemerkt Liu.

„Die Summe der Gesamtwirkung des Durchgangs durch viele Hüllen ist eine endliche, messbare Gesamtablenkung, die das Vorhandensein einer großen Menge dunkler Materie auf die gleiche Weise nachahmt wie die Geschwindigkeit der Sternumlaufbahnen.“

„Die Beugung von Licht und Sternumlaufgeschwindigkeiten ist das einzige Mittel, mit dem wir die Stärke des Gravitationsfeldes in einer großräumigen Struktur messen können, sei es eine Galaxie oder eine Gruppe von Galaxien. Meine Forschung behauptet, dass dies zumindest die Hüllen sind.“ Sie gehen davon aus, dass sie masselos sind. Es besteht keine Notwendigkeit, diese scheinbar endlose Suche nach dunkler Materie fortzusetzen.

Zukünftige Forschungsfragen werden sich wahrscheinlich darauf konzentrieren, wie die Galaxie oder der Cluster durch die Ausrichtung dieser Schalen entsteht und wie sich die Strukturen entwickeln.

„In diesem Artikel wird nicht versucht, das Problem der Strukturbildung anzusprechen. Ein umstrittener Punkt ist, ob die Schalen ursprünglich eben oder gar gerade Stränge waren, aber der Drehimpuls hat sie verdreht. Es stellt sich auch die Frage, wie die vorgeschlagenen Schalen dadurch bestätigt oder widerlegt werden können Natürlich reicht die Verfügbarkeit einer zweiten Lösung, auch wenn sie sehr aussagekräftig ist, nicht aus, um die Hypothese der Dunklen Materie zu diskreditieren.

„Aber es ist der erste Beweis dafür, dass Schwerkraft ohne Masse existieren kann.“