Теория противоречит Эйнштейну: гравитация может существовать без массы, а темной материи нет

Ученые уже много лет пытаются разобраться с природой гравитации, а также с природой неуловимой темной материи. Последняя представляет собой еще большую загадку, чем первая, ведь ее до сих пор никто не обнаружил напрямую. А гравитацию ощущаем мы каждый день. Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, предложили радикальную теорию, согласно которой гравитация может существовать без массы, хотя это противоречит теории Эйнштейна, а также, что темной материи на самом деле не существует, пишет Earth.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Гравитация

Гравитация является одной из четырех фундаментальных сил природы, наряду с электромагнетизмом, сильным и слабым взаимодействием. Это сила, которая притягивает объекты, имеющие массу друг к другу, и играет важнейшую роль в формировании Вселенной во всех масштабах. Гравитация управляет движением звезд внутри галактик, а также формированием и эволюцией галактик и скоплений галактик.

Согласно общей теории относительности Эйнштейна, гравитация возникает из-за искривления пространства-времени, которое вызвано существованием массы и энергии. Чем большую массу имеет объект, тем больше его гравитация и соответствующее влияние на другие объекты. Но природа гравитации до конца не изучена и сейчас физики пытаются ее согласовать с принципами квантовой механики.

Темная материя

Темная материя является невидимой формой материи, которая не взаимодействует со светом и с обычной материей, хотя и составляет, как считают ученые, большую часть массы Вселенной. О том, что темная материя существует, ученые догадываются из-за ее гравитационного влияния на вращение галактик и движение галактик внутри скоплений. Но точная природа темной материи до сих пор неизвестна.

Новая теория

Авторы нового исследования предложили теорию, которая гласит, что гравитация может существовать без массы и при этом нет необходимости в существовании темной материи, которая объясняет сейчас недостающую массу Вселенной. По словам ученых, их теория основана на поисках другого решения другого решения уравнений гравитационного поля общей теории относительности Эйнштейна.

Авторы считают, что так называемая "избыточная" гравитация, которая необходима для удержания отдельных галактик и скоплений галактик вместе, вызвана топологическими дефектами, которые встречаются во Вселенной. Эти дефекты, скорее всего, были созданы во времена ранней Вселенной, когда произошел космологический фазовый переход, то есть общее состояние материи изменилось по всему космосу.

Топологические дефекты

Топологическими дефектами являются компактные области пространства с очень высокой плотностью материи, которые могут быть в форме линейных структур, известных как космические струны или в виде двухмерных структур, таких как сферические оболочки, объясняют ученые.

Авторы считают, что эти оболочки состоят из тонкого внутреннего слоя положительной массы и тонкого внешнего слоя отрицательной массы. Хотя общая масса обоих слоев равна нулю, звезда, лежащая на этой оболочке, испытывает большую гравитационную силу, которая тянет ее к центру оболочки.

Поскольку гравитация связана с искривлением пространства-времени, она позволяет всем объектам взаимодействовать друг с другом, независимо от того, имеют они массу или нет. Уже было подтверждено, что безмассовые фотоны испытывают гравитационное влияние от астрономических объектов, говорят ученые.

По словам ученых, гравитационное искривление света, проходящего через оболочки, которые содержат галактики и скопления галактик, приводит к измеримому отклонению, которое напоминает гравитационное влияние. А его обычно приписывают присутствию темной материи. Авторы утверждают, что предполагаемые оболочки не имеют массы, а это позволяет предположить, что, возможно, нет необходимости в темной материи.

Но остаются открытыми вопросы относительно первоначального состояния оболочек и того, как окончательно подтвердить или опровергнуть их существование. Несмотря на это авторы считают, что их теория представляет собой первую демонстрацию возможности существования гравитации без массы.

Как уже писал Фокус, новое открытие меняет представление об истории Млечного Пути. Ученые выяснили, что наша галактика проглотила соседнюю галактику намного позже, чем считалось ранее.