La gravità può esistere senza massa, secondo uno strano studio

La gravità può esistere senza massa, secondo uno strano studio

Oggi i fisici hanno diversi modi di pensare alla gravità, ma tutti ruotano attorno allo stesso concetto: la massa. Che si tratti della legge di gravitazione universale di Newton o della relatività di Einstein, tutti questi modelli falliscono completamente senza un modo per determinare il peso di un oggetto… o almeno è stato così fino ad ora. In uno studio che ho monitorato Avviso scientificoUn ricercatore ha appena proposto un concetto completamente nuovo per questa forza fondamentale, e questa volta è… Completamente indipendente dalla massa. Come porre fine al modello della materia oscura?

La materia oscura è un’entità misteriosa che è al centro della ricerca scientifica a lungo termine. Per ora, tecnicamente è ancora virtuale. Nonostante la sua presunta abbondanza, Nessuno è stato in grado di osservarlo o di determinare con precisione il materiale di cui è compostoPerché non interagisce affatto con le onde elettromagnetiche come la luce.

Mappa simulata della distribuzione della materia oscura nell'universo. © Springel et al. Tramite il CERN

Un modello convincente ma contestato

Se questo concetto misterioso regge è solo perché ce lo permette Riempire il vuoto scientifico. Infatti, le forze gravitazionali previste dalle teorie di Newton e di Einstein non sono sufficienti a impedire che le galassie si disintegrino sotto l'influenza della loro rotazione. Così i fisici hanno introdotto l’idea della materia oscura, la cui ulteriore influenza gravitazionale lo rende possibileSpiegare la struttura, la dinamica e la distribuzione delle galassie osservate nella pratica.

Anche se oggi questo modello è molto popolare e relativamente ben accettato, non è del tutto unanime. Molti ricercatori ritengono che se dopo tutti questi sforzi non siamo riusciti a trovare traccia di materia oscura, potrebbe semplicemente essere perché essa non esiste. Pertanto, è emerso un gruppo di teorie alternative per colmare queste lacune teoriche, come i modelli mondo, TiffSo anche Gravità entropica Che nessun altro legge. I sostenitori di questi approcci alternativi probabilmente saranno più interessati al lavoro di Richard Liu, un astrofisico dell’Università dell’Alabama a Huntsville.

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I difetti nell'universo causano la gravità?

Frustrato dall’importanza che la comunità scientifica attribuiva alla materia oscura nonostante l’assenza di prove dirette per più di un secolo, decise di prendere la questione per le corna e di esaminare nuovamente la materia oscura.Equazione del campo di Einstein. Quest'ultimo è uno dei pilastri principali della sua famosa teoria della relatività. Descrive come la materia e l'energia cambiano la geometria dell'universo. Insieme causano a Curvatura dello spazio-tempo Ciò è coerente con il quadro della relatività generale Il campo gravitazionale dell'oggetto in questione.

Curvatura del tempo e dello spazio
Secondo la teoria della relatività di Einstein, la gravità nasce dalla curvatura dello spazio-tempo causata da un oggetto massiccio. ©Ron Quinn

L'obiettivo di Leo era trovare… Soluzione alternativa a questa equazioneO più precisamente, in forma semplificata, Equazione di Poisson. Questo è ciò che spiega di aver trovato nel suo documento di ricerca. Secondo lui, “ Gravità extra » è necessario per spiegare la coerenza delle galassie da cui potrebbe provenire Difetti topologici nella struttura dell'universo. Questi difetti avranno la forma di ” coincidenza “, e possono combaciare come bambole russe per formare vaste strutture capaci di influenzare la materia su scala molto ampia.

Nella sua ricerca, questi gusci sono costituiti da uno strato interno con massa positiva e da uno strato esterno con massa negativa. La massa totale di questi due strati sarà esattamente zero, Il che rende la gravità indipendente dall’idea di massa. D'altra parte, un oggetto come una galassia confinata all'interno di questo guscio sarebbe influenzato principalmente dallo strato interno. Sarà quindi soggetto ad una forza gravitazionale molto grande diretta verso il centro della struttura, costringendolo a rimanere unito. Con un modello del genere, in teoria, ci sarebbero “ Non c’è più bisogno di continuare questa ricerca infinita della materia oscura “, secondo Liu.

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Un concetto ancora fragile, ma interessante

Indubbiamente, ci vorranno argomenti molto più forti per convincere tutti gli astrofisici ad abbandonare immediatamente questa grande impresa scientifica, soprattutto da quando Liu riconosce pubblicamente che il suo studio coinvolge… Alcune importanti carenze.

Ad esempio, «questo documento non tenta di risolvere il problema della formazione di queste strutture», spiega. Inoltre, non offre alcun modo per confermare o negare l'esistenza di queste conchiglie attraverso l'osservazione. Ma il ricercatore spiega che nel contesto attuale, in cui la ricerca della materia oscura tende a stagnare, questa ipotesi vale ancora la pena di essere esplorata, anche se solo per curiosità scientifica.

Questa è la prima prova che la gravità può tecnicamente esistere senza massa “Lui spiega.” Certo, avere a disposizione una seconda soluzione, anche se molto suggestiva, non basta per screditare l’ipotesi della materia oscura, ma potrebbe almeno essere un esercizio matematico interessante. », conclude Liu.

Il testo dello studio è disponibile Qui.

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