Die masselose Schwerkraft ist eine neue Erklärung dafür, dass Dunkle Materie nicht gefunden wurde

Eine neue Erklärung dafür, warum Dunkle Materie nicht gefunden wurde, legt nahe, dass sie nicht existiert. Stattdessen glaubt der Autor, dass wir die Schwerkraft missverstanden haben. Er ist nicht der Erste, der dies vorschlägt, aber der neue Vorschlag, der der masselosen Schwerkraft aufgrund topologischer Defekte in der Raumzeit, ist besonders neuartig.

Dunkle Materie wurde erstmals 1932 vorgeschlagen, basierend auf der Beobachtung, dass sich Galaxien auf eine Weise bewegen, die mit ihrer Masse übereinstimmt, die größer ist als die Summe ihrer Sterne und ihres Gases. Was mit ein paar erstaunlichen Messungen begann, hat sich zu einer Blüte entwickelt. Einfache Erklärungen, wie zum Beispiel das Nichtzählen von Sternen, sind sicherlich gescheitert.

Über die Zusammensetzung der Dunklen Materie wurde eine Vielzahl von Optionen vorgeschlagen, von ursprünglichen Schwarzen Löchern bis hin zu subatomaren Teilchen. Bisher haben wir keine gefunden, mit Ausnahme von Schurkenplaneten und Schwarzen Löchern mit Sternmasse Was nur einen kleinen Bruchteil von einem Prozent dessen ausmachen kann, was fehlt.

Dies hat einige Physiker zu der Frage veranlasst, ob wir das Ganze falsch verstanden haben. Vielleicht gibt es keine Dunkle Materie, stattdessen Die Schwerkraft funktioniert anders In größeren Maßstäben als wir denken. Eine Version davon, bekannt als modifizierte Newtonsche Dynamik (MOND), hat ziemlich viel Aufmerksamkeit erregt, hat sich jedoch bei Online-Kommentatoren als beliebter erwiesen als bei Physikern, die sie im Allgemeinen für höchst unwahrscheinlich halten.

Professor Richard Liu von der University of Alabama in Huntsville hat sich mit dieser Situation mit seiner eigenen Interpretation der Schwerkraft befasst, die seiner Meinung nach auch ohne Masse existieren kann. Wenn er Recht hat, würde es einen Großteil der Kosmologie auf den Kopf stellen und die Suche nach Dunkler Materie zu einem peinlichen Zeitvertreib in der Wissenschaft machen, genau wie Phlogiston. Es ist jedoch noch ein langer Weg, bis es allgemein als plausibel oder gar möglich angesehen wird.

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Liu vermutet, dass kurz nach dem Urknall topologische Defekte in der Raumzeit entstanden sind.

„Topologische Effekte sind sehr kompakte Raumregionen mit einer sehr hohen Materiedichte, meist in Form linearer Strukturen, die als kosmische Strings bekannt sind, obwohl auch zweidimensionale Strukturen wie Kugelschalen möglich sind“, sagte Liu in seiner Forschung. Stellungnahme.

„Die Schalen in meiner Arbeit bestehen aus einer dünnen inneren Schicht positiver Masse und einer dünnen äußeren Schicht negativer Masse; Wenn sich ein Stern auf dieser Hülle befindet, ist er einer großen Gravitationskraft ausgesetzt, die ihn in Richtung der Mitte des Kortex zieht.“

Die Kraft wird hier eine Kraft haben, die dem Kehrwert des Abstands entspricht, nicht dem Kehrwert des Quadrats des Abstands, wie es unter Newtons Gravitationsgesetz angewendet wird. Ob dies physikalisch möglich ist, ist unbewiesen, aber Liu behauptet, bewiesen zu haben, dass es mathematisch funktioniert.

Liu vermutet, dass, wenn Licht ein Objekt wie eine Galaxie im Gravitationslinseneffekt passiert, es beim Durchgang durch diese Hüllen leicht nach innen gebogen wird. Es wäre schwierig, diese Biegung von dem zu unterscheiden, was passieren würde, wenn mehr Masse daran ziehen würde. Gleiches gilt für die Bewegungen des Sterns um das Zentrum des Galaxienhaufens.

Da diese beiden Phänomene, so Liu, die Grundlage für unser Vertrauen in die Existenz der Dunklen Materie bilden, würde ein alternativer Prozess für beide die Dunkle Materie unnötig machen.

Andererseits ist die Idee von Schalen mit positiver und negativer Masse auf jeder Seite nicht gleichermaßen bewiesen, und es ist sehr schwierig zu erklären, warum es sie überhaupt gibt.

Liu vermutet, dass die Entstehung dieser Defekte mit einem „kosmischen Phasenübergang“ im frühen Universum zusammenhängt, bei dem die Materie im gesamten Universum eine Zustandsänderung erfuhr.

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„Meine Inspiration kam von meiner Suche nach einer anderen Lösung für die Gravitationsfeldgleichungen in der Allgemeinen Relativitätstheorie“, sagte Liu. Dies könnte zu „einer begrenzten Gravitationskraft ohne nachweisbare Masse“ führen.

Lius Vorschlag erfordert mehrere Dinge, für die wir keine direkten Beweise haben, und nicht nur eine Sache, wie im Fall der Dunklen Materie. Derselbe Forscher gibt zu: „Derzeit ist unklar, welche genaue Form des Phasenübergangs im Universum zu solchen topologischen Defekten führen könnte.“

Einige mögliche Schritte wurden vorgeschlagen, zum Beispiel, dass die Schalen einst gerade Flächen oder Schnüre waren, die sich aufwickelten. Allerdings wirkt das alles derzeit fast ad hoc Epizyklen Ptolemäische Astronomen erklärten die Umlaufbahnen der Planeten.

Zur Verteidigung seiner Hypothese könnte Liu jedoch darauf hinweisen, dass die Idee so neu ist, dass noch niemand nach geeigneten Beweisen gesucht hat. Andererseits wurden Milliarden von Dollar und einige der besten Köpfe unserer Generation in die erfolglose Suche nach Dunkler Materie investiert.

„Diese Initiative wiederum wird von meiner Frustration über den Status quo angetrieben, das heißt von der Vorstellung, dass dunkle Materie existiert, obwohl es ein ganzes Jahrhundert lang keine direkten Beweise dafür gab“, fügte Liu hinzu.

„Natürlich reicht die Verfügbarkeit einer zweiten Lösung, auch wenn sie sehr aussagekräftig ist, allein nicht aus, um die Hypothese der Dunklen Materie zu diskreditieren – es könnte bestenfalls eine interessante mathematische Übung sein“, schloss Liu. Ein Beweis dafür, dass Schwerkraft ohne Masse existieren kann.“

Der Vorschlag wurde veröffentlicht in Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society.

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