Gravitasi tak bermassa adalah penjelasan baru atas kegagalan menemukan materi gelap

Penjelasan baru mengapa materi gelap belum ditemukan menunjukkan bahwa materi gelap tidak ada. Sebaliknya, penulis yakin kita telah salah memahami gravitasi. Dia bukan orang pertama yang mengemukakan hal ini, namun usulan baru, yaitu gravitasi tak bermassa yang timbul dari cacat topologi dalam ruang-waktu, sangatlah baru.

Materi gelap pertama kali diusulkan pada tahun 1932, berdasarkan pengamatan bahwa galaksi bergerak dengan cara yang konsisten dengan massanya yang lebih besar daripada jumlah bintang dan gasnya. Apa yang dimulai dengan beberapa pengukuran menakjubkan telah berkembang. Penjelasan sederhana, seperti tidak menghitung bintang, tentu saja gagal.

Berbagai pilihan telah diusulkan mengenai komposisi materi gelap, dari lubang hitam primordial hingga partikel subatom. Sejauh ini, kami belum menemukannya, kecuali planet jahat dan lubang hitam bermassa bintang Yang hanya mewakili sebagian kecil dari satu persen dari apa yang hilang.

Hal ini membuat beberapa fisikawan bertanya-tanya apakah semua yang kita lakukan salah. Mungkin tidak ada materi gelap, Gravitasi bekerja secara berbeda Dalam skala yang lebih besar dari yang kita kira. Salah satu versinya, yang dikenal sebagai dinamika Newton termodifikasi (MOND), telah mendapat cukup banyak perhatian, namun terbukti lebih populer di kalangan komentator online dibandingkan fisikawan, yang umumnya menganggapnya sangat mustahil.

Profesor Richard Liu dari Universitas Alabama di Huntsville telah menyelidiki situasi ini dengan teori gravitasinya sendiri, yang menurutnya bisa ada tanpa massa. Jika dia benar, hal ini akan menjungkirbalikkan sebagian besar kosmologi, menjadikan pencarian materi gelap sebagai pengalihan yang memalukan dalam sains, seperti halnya flogiston. Namun, masih ada jalan panjang sebelum hal ini dianggap masuk akal, apalagi mungkin.

Liu berpendapat bahwa cacat topologi muncul dalam ruangwaktu tak lama setelah Big Bang.

“Efek topologi adalah wilayah ruang yang sangat padat dengan kepadatan materi yang sangat tinggi, biasanya dalam bentuk struktur linier yang dikenal sebagai string kosmik, meskipun struktur dua dimensi seperti cangkang bola juga mungkin terjadi,” kata Liu dalam penelitiannya. penyataan.

“Cangkang dalam makalah saya terdiri dari lapisan dalam tipis bermassa positif dan lapisan luar tipis bermassa negatif; massa total kedua lapisan – yang dapat diukur dalam satuan massa – sama persis dengan nol, tetapi bila bintang yang berada pada cangkang ini terkena gaya gravitasi besar yang menariknya menuju pusat korteks.”

Gaya di sini akan memiliki gaya yang sama dengan kebalikan jarak, bukan kebalikan kuadrat jarak seperti yang diterapkan pada hukum gravitasi Newton. Apakah hal ini mungkin secara fisik masih belum terbukti, namun Liu mengklaim telah membuktikan bahwa hal ini berhasil secara matematis.

Liu berpendapat bahwa ketika cahaya melewati objek seperti galaksi dalam pelensaan gravitasi, cahaya sedikit membengkok ke dalam saat melewati cangkang tersebut. Akan sulit untuk membedakan tikungan ini dari apa yang akan terjadi jika ada lebih banyak massa yang menariknya. Hal yang sama juga berlaku pada pergerakan bintang di sekitar pusat gugus galaksi.

Karena kedua fenomena ini, kata Liu, adalah dasar keyakinan kita akan keberadaan materi gelap, proses alternatif untuk keduanya akan membuat materi gelap tidak diperlukan lagi.

Di sisi lain, gagasan tentang cangkang dengan massa positif dan negatif di setiap sisinya tidak terbukti sama, dan sangat sulit untuk menjelaskan mengapa mereka ada.

Liu berpendapat bahwa penciptaan cacat ini terkait dengan “transisi fase kosmik” di alam semesta awal, di mana materi di seluruh alam semesta mengalami perubahan keadaan.

“Inspirasi saya datang dari pencarian saya untuk menemukan solusi lain terhadap persamaan medan gravitasi dalam relativitas umum,” kata Liu. Hal ini dapat memberikan “gaya gravitasi yang terbatas tanpa adanya massa yang terdeteksi”.

Usulan Liu memerlukan beberapa hal yang kita tidak punya bukti langsungnya, bukan hanya satu hal, seperti dalam kasus materi gelap. Peneliti yang sama mengakui: “Saat ini belum jelas bentuk transisi fase apa yang sebenarnya di alam semesta yang dapat menyebabkan kerusakan topologi semacam ini.”

Beberapa kemungkinan langkah telah disarankan, misalnya cangkang yang dulunya merupakan bidang lurus atau tali yang kemudian menjadi melingkar. Namun, saat ini semua hal tersebut tampak seperti bersifat sementara Episiklus Para astronom Ptolemeus menjelaskan orbit planet-planet.

Namun, untuk mempertahankan hipotesisnya, Liu dapat menunjukkan bahwa gagasan tersebut cukup baru sehingga belum ada yang mencari bukti yang sesuai. Di sisi lain, miliaran dolar dan beberapa pemikir terbaik generasi kita telah dicurahkan untuk pencarian materi gelap yang gagal.

“Inisiatif ini, pada gilirannya, didorong oleh rasa frustrasi saya terhadap status quo, yaitu gagasan bahwa materi gelap ada meskipun tidak ada bukti langsung selama satu abad penuh,” tambah Liu.

“Tentu saja, ketersediaan solusi kedua, meskipun sangat sugestif, tidak cukup untuk mendiskreditkan hipotesis materi gelap – ini bisa menjadi latihan matematika yang menarik,” Liu menyimpulkan. Bukti bahwa gravitasi bisa ada tanpa massa.”

Proposal tersebut dipublikasikan di Pemberitahuan Bulanan Royal Astronomical Society.