Ciemna materia to hipotetyczna forma materii, której obecność jest sugerowana przez efekty grawitacyjne, niedające się wytłumaczyć za pomocą ogólnej teorii względności, chyba że zakładamy istnienie większej ilości materii niż ta, którą możemy zaobserwować. Głowimy się nad tym od stu lat, właściwie od momentu, gdy Jan Oort w 1932 roku zaproponował świątu jej istnienie, by wytłumaczyć niejako "braki" w materii, która mogłaby wywoływać efekty grawitacyjne, które potrafimy wykryć.
Dr Richard Lieu z Uniwersytetu Alabamy w Huntsville opublikował niedawno artykuł w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, w którym przedstawia alternatywną teorię. Lieu wskazuje, że grawitacja może istnieć bez masy, co może przynajmniej nieco ograniczyć zaufanie naukowców do teorii nawiązującej do ciemnej materii. Inspirację do swoich badań czerpał z poszukiwań innych rozwiązań równań pola grawitacyjnego w ramach ogólnej teorii względności. Lieu podjął próbę znalezienia rozwiązania równania Poissona, uproszczonej wersji stosowanej w kontekście galaktyk i gromad galaktyk.
Lieu wyjaśnia, że nadmiar grawitacji potrzebny do związania galaktyki lub gromady galaktyk może być spowodowany istnieniem defektów powstałych najprawdopodobniej podczas wczesnego etapu formowania się wszechświata, kiedy doszło do przejścia fazowego — procesu, w którym stan materii zmienia się w całym wszechświecie.
Owe "defekty" lub inaczej: struny, mogą mieć formę bardzo gęstych, kompaktowych obszarów przestrzeni. Powłoki, o których mowa w pracy Lieu, składają się z cienkiej warstwy o dodatniej masie oraz podobnej, ale o masie ujemnej. Ich całkowita masa wynosi dokładnie zero, jednak gwiazdy znajdujące się na tych powłokach są w zasięgu silnego pola grawitacyjnego, przyciągającego je w kierunku środka powłoki.
Ponieważ grawitacja wiąże się z wypaczeniem czasoprzestrzeni, umożliwia ona wszystkim obiektom wzajemne oddziaływanie, niezależnie od posiadanej masy. Nawet bezmasowe fotony mogą doświadczać efektów grawitacyjnych od innych obiektów astronomicznych. Lieu wskazuje, że zakrzywienie światła przez te koncentryczne powłoki może naśladować efekty obecności dużej ilości ciemnej materii.
Ogólny efekt przejścia światła przez wiele powłok prowadzi do mierzalnego przez nas odchylenia, co imituje obecność ciemnej materii w sposób podobny do orbit gwiazd. Zdaniem Lieu, jedynymi dobrymi metodami pomiaru siły pola grawitacyjnego na dużą skalę są "zagięcia" światła i prędkości orbit gwiazd. Ostatecznie też, wskazuje on, że poszukiwania ciemnej materii mogą być zupełnie niepotrzebne.
Artykuł Lieu nie rozwiązuje problemu formowania się gromad i galaktyk, jednak otwiera nowe kierunki badań i proponuje alternatywną teorię wobec ciemnej materii. Według recenzentów pracy jest to pierwsza tak dobra publikacja dowodząca, że grawitacja może istnieć bez masy, co może mieć ogromne implikacje dla ogólnego dyskursu na temat tego, czy ciemna materia w ogóle może istnieć.
Hej, jesteśmy na Google News - Obserwuj to, co ważne w techu
