Nedávny výskum, na ktorý upozornil portál Interesting Engineering, prináša revolučný pohľad na gravitáciu a spochybňuje dlhodobo zaužívaný názor, že gravitácia je nevyhnutne spojená s hmotou.

Podľa štúdie vedenou vedcom Lieuom by za gravitačnými javmi, ktoré sa tradične pripisovali temnej hmote, mohli stáť špecifické topologické defekty v časopriestore. Táto teória by mohla vysvetliť gravitačné ohýbanie svetla v galaxiách bez potreby zavádzania konceptu temnej hmoty, ktorý dominoval astrofyzike celé desaťročia.

Pochopenie novej teórie

Podľa všeobecnej teórie relativity je gravitácia úzko spätá s hmotou. Na to, aby galaxie udržali svoju štruktúru, by mali mať dostatočné množstvo hmoty, ktoré prostredníctvom gravitácie zabezpečí ich koherenciu. Avšak veľa galaxií vykazuje gravitáciu, ktorá nie je v súlade s množstvom viditeľnej hmoty. Tento rozpor viedol vedcov k tomu, aby prišli s hypotézou temnej hmoty – neviditeľnej substancie, ktorá neinteraguje so svetlom, ale má gravitačný vplyv.

Lieuova štúdia však prináša nový pohľad. Navrhuje, že gravitačné účinky by mohli spôsobovať topologické defekty – kompaktné štruktúry v časopriestore, ktoré vznikli počas fázových prechodov v ranom vesmíre. Tieto defekty môžu mať rôzne formy, ako napríklad: kozmické struny – dlhé lineárne útvary a škrupinovité štruktúry, teda ploché formácie s unikátnymi vlastnosťami.

UC Riverside

Ako to funguje?

Navrhovaný mechanizmus je založený na škrupinovitých topologických defektoch, ktoré sú tvorené tenkou vnútornou vrstvou s pozitívnou hmotou a vonkajšou vrstvou s negatívnou hmotou. Celková merateľná hmotnosť týchto vrstiev je nula.

Avšak, ak hviezda leží na takejto škrupine, pocíti silný gravitačný ťah smerom k stredu škrupiny. Tento jav pripomína, ako sa svetlo ohýba v gravitačnom poli, pričom prechod cez viaceré škrupiny spôsobuje kumulatívne ohýbanie svetla – podobne ako pri temnej hmote.

Flickr

Lieu tvrdí, že toto ohýbanie svetla je dostatočné na vysvetlenie pozorovaných javov v galaxiách bez potreby temnej hmoty. Škrupinovité defekty by mohli úplne vysvetliť gravitačné efekty, ktoré sa doteraz pripisovali temnej hmote.

Dopady na koncept temnej hmoty

Táto teória otvára dôležité otázky o validite temnej hmoty ako vedeckého konceptu. Temná hmota sa desaťročia využívala na vysvetlenie rôznych astronomických javov, ako sú rýchlosti rotácie hviezd či gravitačné šošovkovanie pozorované v vzdialených galaxiách. Nové zistenia však naznačujú, že tieto javy by sa dali vysvetliť aj interakciou svetla s topologickými defektmi v časopriestore.

Napriek presvedčivosti tejto teórie si Lieu uvedomuje, že je potrebné vykonať ďalší výskum na hlbšie pochopenie presných mechanizmov, ktoré stoja za týmito fázovými prechodmi a vznikom topologických defektov. Zdôrazňuje, že jeho práca nevyvracia úplne existujúce teórie, ale ponúka alternatívny pohľad na gravitáciu a jej vzťah k vesmíru.

Myšlienka, že gravitácia môže existovať aj bez hmoty, a že temná hmota môže byť mýtus, predstavuje zásadný posun v astrofyzike. Ako vedci budú ďalej skúmať tieto nové koncepty, môžeme očakávať ďalšie prelomové zistenia o podstate gravitácie a štruktúre vesmíru. Dôsledky týchto zistení môžu viesť k prehodnoteniu teórií, ktoré formovali astrofyziku celé desaťročia.