Общая теория относительности утверждает, что для стабильности галактика должна иметь достаточную массу. Однако во многих галактиках не наблюдается нужного количества видимой материи, хотя гравитация все равно удерживает их целыми. Ученые объясняли это существованием темной материи — невидимой субстанции, которая не взаимодействует со светом, но имеет массу, и выполняет роль «клея», удерживая галактику.
Однако новое исследование предполагает, что гравитация может действовать даже без наличия массы. Это ставит под сомнение необходимость концепции темной материи. Автор теории, Ричард Лиу из Университета Алабамы в Хантсвилле, объясняет, что идея о темной материи не имеет достаточных прямых доказательств даже после столетия поисков.
Топологические дефекты как источник гравитации
Согласно теории Лиу, гравитация в некоторых галактиках может возникать из-за так называемых «топологических дефектов». Эти структуры имеют высокую плотность и, вероятно, образовались на ранних этапах развития Вселенной во время фазовых переходов – явлений, когда материя претерпевает значительные изменения.
Дефекты могут быть в виде космических струн или оболочек. Оболочка состоит из двух слоев: внутреннего – с положительной массой, и внешнего — с отрицательной. В совокупности их масса равна нулю, но они создают сильную гравитацию. Если звезда попадает на такую оболочку, она подвергается действию силы, которая притягивает ее к центру оболочки.
Аналогия с гравитационным искривлением света
Этот эффект напоминает поведение фотонов. Хотя они не имеют массы, они реагируют на гравитацию, поскольку искривление пространства-времени влияет на все в его пределах. Свет, проходя мимо массивных объектов, меняет свой путь из-за гравитационного искривления.
До сих пор наличие гравитационного искривления без видимой массы считали признаком существования темной материи. Однако Лиу предлагает альтернативное объяснение: галактики и их скопления состоят из нескольких оболочек-топологических дефектов. Свет, проходя через такие оболочки, искривляется, что создает иллюзию наличия большой массы.
Новый подход или математическое упражнение?
Несмотря на смелость новой теории, Лиу признает, что она еще не может полностью опровергнуть концепцию темной материи. Он также подчеркивает, что неизвестно, какой именно фазовый переход мог бы создать такие дефекты во Вселенной. Однако это исследование уже стало важным шагом в понимании того, что гравитация может существовать без массы.
В общем, эта теория предлагает новый способ объяснить структуру Вселенной, но требует дальнейших исследований, чтобы подтвердить или опровергнуть ее выводы.
Ранее мы сообщали о том, как невидимая материя может порождать «темные фотоны».
По материалам interestingengineering.com
