Studi lapangan baru menunjukkan bahwa gravitasi bisa ada tanpa massa: ScienceAlert

Apa gravitasi tanpa massa? keduanya Newton yang revolusioner Hukum yang menggambarkan efek globalnya dan usulan Einstein tentang ruangwaktu berlesung pipit, kita dulu berpikir bahwa gravitasi hanya terletak di alam materi.

Kini, sebuah penelitian baru menunjukkan bahwa gravitasi bisa ada tanpa massa, sehingga menghilangkan kebutuhan akan salah satu zat yang paling sulit dipahami di alam semesta kita: materi gelap.

Materi gelap adalah massa hipotetis dan tidak terlihat yang diyakini membentuk 85% total massa alam semesta. Awalnya dibuat untuk Menghitung galaksi Meskipun mereka bersatu dalam rotasi berkecepatan tinggi, mereka belum diamati secara langsung, sehingga para fisikawan menyarankan segala jenisnya Ide di luar sana Untuk menghindari menyebut materi yang sulit dipahami ini sebagai cara untuk mengisi kesenjangan dalam teori yang ada.

Demonstrasi terbaru dalam konteks ini datang dari ahli astrofisika Richard Liu di Universitas Alabama di Huntsville, yang mengusulkan bahwa alih-alih materi gelap yang menyatukan galaksi dan objek lain, alam semesta… Mungkin mengandung lapisan “cacat topologi” yang tipis dan mirip kerak Yang mengarah pada gravitasi tanpa massa fundamental.

Leo mulai berusaha mencari solusi lain atas masalahnya Persamaan medan EinsteinYang menghubungkan kelengkungan ruang-waktu dengan keberadaan materi di dalamnya.

Seperti yang dijelaskan Einstein dalam teorinya pada tahun 1915 Relativitas umumRuangwaktu membungkus kumpulan materi dan aliran radiasi di alam semesta, bergantung pada energi dan momentumnya. Energi ini tentu saja berhubungan dengan massa dalam persamaan Einstein yang terkenal: E=mc².

Jadi massa suatu benda berhubungan dengan energinya, yang menyebabkan kelengkungan ruangwaktu – dan kelengkungan ruangwaktu ini adalah Apa yang digambarkan Einstein sebagai gravitasiTingkat ini lebih kompleks daripada perkiraan gravitasi Newton pada abad ke-17 Gaya antara dua benda bermassa. Dengan kata lain, gravitasi tampaknya berkaitan erat dengan massa.

Tidak demikian, kata Liu.

Dalam karyanya, Liu berupaya memecahkan versi sederhana dari persamaan medan Einstein yang memungkinkan adanya gaya gravitasi terbatas tanpa adanya massa yang terdeteksi. Dia Dia berkata Upayanya “dimotivasi oleh rasa frustrasi saya terhadap status quo – gagasan bahwa materi gelap ada meskipun tidak ada bukti langsung selama satu abad.”

Solusi Liu terdiri dari cacat topologi berbentuk cangkang yang mungkin terjadi di wilayah ruang yang sangat terkompresi dengan kepadatan materi yang sangat tinggi.

Kelompok cangkang konsentris ini mengandung lapisan tipis bermassa positif yang terselip di dalam lapisan luar bermassa negatif. Kedua massa tersebut saling menghilangkan, sehingga massa total kedua lapisan tersebut tepat nol. Namun ketika sebuah bintang jatuh di kerak bumi, ia terkena gaya gravitasi besar yang menariknya menuju pusat kerak bumi.

“Apa yang diklaim oleh makalah saya adalah bahwa cangkang yang diasumsikan setidaknya tidak bermassa,” kata Liu Dia berkata. Jika saran kontroversial ini mempunyai bobot, “maka pencarian materi gelap yang tampaknya tak ada habisnya ini tidak perlu dilestarikan.” Menambahkan.

Pertanyaan selanjutnya adalah bagaimana mengkonfirmasi atau menyangkal pernyataan Liu melalui observasi.

“Meningkatnya frekuensi pengamatan cincin dan formasi mirip galaksi di alam semesta memberikan bukti jenis sumber yang diusulkan di sini.” Dia menulis di makalahnya. Meskipun ia mengakui bahwa solusi yang ia usulkan “sangat sugestif” dan tidak dapat menyangkal hipotesis materi gelap sendirian.

“Ini bisa menjadi latihan yang menarik,” Leo Dia menyelesaikan. “Tapi ini yang pertama [mathematical] Bukti bahwa gravitasi bisa ada tanpa massa.”

Studi ini dipublikasikan di Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society.