Painovoima voi olla olemassa ilman massaa, joten pimeää ainetta ei ole olemassa | Cilostazol

Painovoima voi olla olemassa ilman massaa, joten pimeää ainetta ei ole olemassa

Tiedemiehet ovat vuosisatojen ajan kamppailleet universumiamme hallitsevien perusvoimien kanssa, joista tärkeimmät ovat painovoima ja viime aikoina pimeä aine.

Painovoima on näkymätön voima, joka houkuttelee massaisia ​​esineitä toisiaan kohti ja jolla on ratkaiseva rooli kosmoksen muotoilussa galaksien muodostumisesta planeettojen kiertoradalle.

Mutta kun ymmärryksemme maailmankaikkeudesta on laajentunut, ovat myös sitä ympäröivät mysteerit laajentuneet.

Pimeän aineen dilemma

Yksi hämmentävämmistä näistä mysteereistä on käsite pimeästä aineesta, hypoteettisesta aineen muodosta, jonka uskotaan muodostavan merkittävän osan maailmankaikkeuden kokonaismassasta.

Toisin kuin tavallinen aine, jonka voimme nähdä ja olla vuorovaikutuksessa suoraan, pimeä aine ei säteile, absorboi tai heijasta valoa, mikä tekee siitä näkymätöntä teleskoopeille ja muille tunnistusinstrumenteille.

Pimeän aineen olemassaolo, ensimmäisenä hollantilainen tähtitieteilijä ehdotti Jan Oort vuonna 1932, on johdettu yksinomaan gravitaatiovaikutuksista, joita se aiheuttaa näkyvään aineeseen, kuten galaksien pyörimiskäyristä ja galaksien liikkeestä ryhmissä. Tämä saa tutkijat kyseenalaistamaan itse painovoiman luonteen.

Nämä havainnot viittaavat siihen, että universumissa on paljon enemmän ainetta kuin voidaan selittää pelkällä näkyvällä aineella.

Huolimatta vuosikymmeniä kestäneestä tutkimuksesta, pimeän aineen tarkka luonne on edelleen yksi modernin fysiikan suurimmista mysteereistä, ja tutkijat tutkivat erilaisia ​​teorioita, kuten heikosti vuorovaikutuksessa olevia massiivisia hiukkasia (WIMP) ja toimia selittääkseen sen ominaisuuksia ja käyttäytymistä.

Aina läsnä oleva painovoima

Painovoima on yksi neljästä luonnon perusvoimasta sähkömagnetismin, vahvan ydinvoiman ja heikon ydinvoiman ohella. Se on voima, joka houkuttelee massaisia ​​esineitä toisiaan kohti, ja sillä on ratkaiseva rooli maailmankaikkeuden muovaamisessa kaikissa mittakaavassa.

Maan pinnalla painovoima vetää esineitä kohti planeetan keskustaa, antaa niille painoa ja pitää ne maassa.

Laajemmassa mittakaavassa painovoima hallitsee planeettojen kiertoradat Auringon ympäri, tähtien liikettä galakseissa sekä galaksien ja galaksiklusterien muodostumista ja kehitystä.

Albert Einsteinin mukaan yleinen suhteellisuusteoriay, painovoima syntyy massan ja energian läsnäolon aiheuttamasta aika-avaruuden kaarevuudesta. Mitä massiivisempi esine on, sitä suurempi on sen painovoimavaikutus muihin esineisiin.

Yleisyydestään ja merkityksestään huolimatta gravitaatio on edelleen yksi vähiten ymmärretyistä fysiikan voimista, ja meneillään oleva tutkimus pyrkii sovittamaan sen yhteen kvanttimekaniikan periaatteiden kanssa ja selittämään ilmiöitä, kuten pimeää ainetta ja pimeää energiaa.

Painovoiman ja pimeän aineen näkeminen uudessa valossa

Uudella näkökulmalla, tuore tutkimus DR. Richard Lie Alabaman yliopistossa Huntsvillessä (UAH) toivoo ratkaisevansa pulman lisäämällä uuden käänteen tähän ikivanhaan ongelmaan.

Julkaistu Royal Astronomical Societyn kuukausitiedotteetLieun paperi osoittaa ensimmäistä kertaa, kuinka painovoima voi olla olemassa ilman massaa.

Tämä radikaali ja ajatuksia herättävä tutkimus tarjoaa vaihtoehtoisen teorian, joka voisi mahdollisesti vähentää pimeän aineen tarvetta.

“Oma inspiraationi tuli pyrkimyksestäni löytää toinen ratkaisu yleisen suhteellisuusteorian gravitaatiokenttäyhtälöihin”, sanoo Lieu, arvostettu fysiikan ja tähtitieteen professori UAH:sta.

“Tämä aloite johtuu jälleen turhautumisestani status quoon, nimittäin käsitykseen pimeän aineen olemassaolosta huolimatta suorien todisteiden puuttumisesta koko vuosisadan ajalta.”

Topologiset viat voivat olla avain

Lieu väittää, että galaksin tai klusterin sitomiseen tarvittava “ylimääräinen” painovoima voi johtua samankeskisistä kuorimaisten topologisten virheiden joukosta rakenteissa, joita yleisesti esiintyy kaikkialla kosmoksessa.

Nämä viat syntyivät todennäköisimmin varhaisessa universumissa, kun tapahtui kosmologinen faasimuutos, fyysinen prosessi, jossa aineen kokonaistila muuttuu yhdessä koko universumissa.

“Tällä hetkellä on epäselvää, millainen tarkka vaihemuutos maailmankaikkeudessa voisi aiheuttaa tämän tyyppisiä topologisia virheitä”, Lieu sanoo.

“Topologiset vaikutukset ovat erittäin kompakteja avaruuden alueita, joilla on erittäin korkea ainetiheys, yleensä lineaaristen rakenteiden muodossa, jotka tunnetaan kosmisina kielinä, vaikka 2D-rakenteet, kuten pallomaiset kuoret, ovat myös mahdollisia.”

Massaton gravitaatiovaikutus on samanlainen kuin pimeä aine

Lieun paperissa ehdotetut kuoret koostuvat ohuesta sisäkerroksesta positiivista massaa ja ohuesta ulkokerroksesta negatiivista massaa.

Vaikka molempien kerrosten kokonaismassa on täsmälleen nolla, tällä kuorella makaava tähti kokee suuren painovoiman, joka vetää sitä kohti kuoren keskustaa.

Koska painovoima sisältää pohjimmiltaan itse aika-avaruuden vääntymisen, se mahdollistaa kaikkien esineiden vuorovaikutuksen toistensa kanssa riippumatta siitä, onko niillä massaa vai ei.

Esimerkiksi massattomien fotonien on vahvistettu kokevan tähtitieteellisten esineiden gravitaatiovaikutuksia.

“Galaksin tai klusterin käsittävän samankeskisten yksittäisten kuorien joukon valon painovoiman taipuminen johtuu siitä, että valonsäde taittuu hieman sisäänpäin – eli kohti suuren rakenteen tai kuorijoukon keskustaa – kulkiessaan yhden kuoren läpi “, toteaa Lie.

Hän selittää, että kun valo kulkee useiden kuorien läpi, kumulatiivinen vaikutus johtaa mitattavissa olevaan taipumaan, joka on samanlainen kuin gravitaatiovaikutus, joka tyypillisesti johtuu merkittävästä määrästä pimeää ainetta ja joka on samanlainen kuin galaksien tähtien kiertoradan havaitut nopeudet.

Massattomien kuorien rooli galaksien muodostumisessa

Valon taipuma ja tähtien kiertoradan nopeudet ovat ainoat keinot mitata gravitaatiokentän voimakkuutta suuressa mittakaavassa, olipa kyseessä sitten galaksi tai galaksijoukko.

Lieun paperi väittää, että sen mainitsemat kuoret ovat massattomia, mikä viittaa siihen, ettei ehkä ole tarvetta jatkaa loputtomalta vaikuttavaa pimeän aineen etsintää.

Tulevan tutkimuksen kysymykset keskittyvät todennäköisesti siihen, kuinka galaksi tai klusteri muodostuu näiden kuorien kohdistuksesta, sekä siihen, kuinka rakenteiden kehitys tapahtuu.

“Tietenkin toisen ratkaisun saatavuus, vaikkakin erittäin vihjaileva, ei sinänsä riitä horjuttamaan pimeän aineen hypoteesia – parhaimmillaan se voisi olla mielenkiintoinen matemaattinen harjoitus”, Lieu päättää.

Lieu korostaa, että hänen tutkimuksensa ei pyri käsittelemään kysymystä rakenteen muodostumisesta universumissa, ja myöntää, että edelleen on avoimia kysymyksiä kuorien alkutilasta ja siitä, kuinka niiden olemassaolo voidaan lopullisesti vahvistaa tai kiistää kohdistettujen havaintojen avulla.

Näistä rajoituksista huolimatta Lieu väittää, että hänen työnsä edustaa ensimmäistä osoitusta painovoiman olemassaolosta ilman massaa.

Pimeä aine vs. massaton painovoima: pelit alkakoon

Yhteenvetona, haastaa Dr. Richard Lieun kiehtova tutkimus haastaa vuosisadan vanhan pimeän aineen käsityksen ja tarjoaa vallankumouksellisen näkökulman painovoiman luonteeseen.

Havainnollistamalla painovoiman olemassaoloa ilman massaa massattomien kuorien käsitteen avulla Lieun työ avaa uusia väyliä maailmankaikkeuden ja sen perusvoimien ymmärtämiseen.

Vaikka lisätutkimuksia tarvitaan näiden massattomien kuorien olemassaolon vahvistamiseksi tai kieltämiseksi, tämä tutkimus edustaa merkittävää harppausta kosmoksen ymmärtämisessämme.

Kun tiedeyhteisö jatkaa Lieun löydösten vaikutusten tutkimista, saatamme olla astrofysiikan uuden aikakauden kynnyksellä, joka muuttaa käsityksemme salaperäisestä voimasta, joka sitoo galakseja ja klustereita yhteen.

Koko tutkimus julkaistiin lehdessä Royal Astronomical Societyn kuukausitiedotteet.

Pidätkö lukemastasi? Tilaa uutiskirjeemme saadaksesi kiinnostavia artikkeleita, ainutlaatuista sisältöä ja uusimpia päivityksiä.

Tutustu meihin EarthSnapissa, ilmaisessa sovelluksessa, jonka Eric Ralls ja Earth.com tarjoavat sinulle.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *