რა არის გრავიტაცია მასის გარეშე? როგორც ნიუტონის კანონები, ისე აინშტაინის ფარდობითობის თეორია გვეუბნება, რომ მატერია გრავიტაციასთან პირდაპირ კავშირშია.

და, აი, ახლა ახალი კვლევის მიხედვით, გრავიტაცია შეიძლება არსებობდეს მასის გარეშეც. ეს ბნელი მატერიის საჭიროებას გამორიცხავს.

ბნელი მატერია არის ჰიპოთეზური, უხილავი მასის წყარო, რომელიც სამყაროს მთლიანი მოცულობის 27%-ს შეადგენს. ცნობისთვის, ჩვენთვის ხილული სამყარო; დედამიწა, მზე, სხვა ვარსკვლავები თუ გალაქტიკები ატომებისგან შედგება. ეს ყველაფერი ერთად მთელი სამყაროს მასის 5%-მდეა. დანარჩენი უხილავი ნაწილი — სრული მასის დაახლოებით 67% ბნელ ენერგიაა, სწორედ შემორჩენილი 27% მოდის ბნელ მატერიაზე. ბნელი მატერია ამ ეტაპზე ჩვენთვის უცნობი სუბსტანციებისგან შედგება. მისი უშუალო დაკვირვება ჯერ არ მომხდარა, მაგრამ ვიცით, რომ ის გრავიტაციასთან არის დაკავშირებული და დიდ მასშტაბებზე მატერიას ერთმანეთთან აკავშირებს.

შემდეგი პოდკასტი: ბნელი მატერია და ბნელი ენერგია — სამყაროს უხილავი ნაწილი

შესაბამისად, ბნელ მატერიასთან დაკავშირებით ბევრი იდეა არსებობს. ახალი კონცეფცია რიჩარდ ლიეუს ეკუთვნის. ალაბამას უნივერსიტეტის ასტროფიზიკოსს მიაჩნია, რომ ბნელი მატერიის გალაქტიკების და სხვა სხეულების ერთმანეთთან შეკავშირების ნაცვლად, სამყარო შეიძლება შეიცავდეს თხელ, გარსის მსგავს ფენებს. ლიეუ ამას "ტოპოლოგიურ დეფექტებს" უწოდებს და ამბობს, რომ სწორედ ეს წარმოშობს გრავიტაციას ყოველგვარი მასის გარეშე.

ლიეუმ აინშტაინის ველის განტოლებების ასახსნელად ალტერნატიული გზების ძიებით დაიწყო. ეს განტოლებები სივრცე-დროის გამრუდებას მასში მატერიის არსებობასთან აკავშირებს.

როგორც აინშტაინმა 1915 წელს ფარდობითობის ზოგად თეორიაში აღწერა, სივრცე-დრო მატერიისგან მრუდდება, რის შედეგადაც ჩნდება რადიაცია. ეს ყველაფერი დამოკიდებულია ენერგიასა და იმპულსზე. თავის მხრივ, ენერგია, რა თქმა უნდა, დაკავშირებულია მასასთან აინშტაინის ცნობილ განტოლებაში: E=mc2.

შესაბამისად, ობიექტის მასა დაკავშირებულია მის ენერგიასთან, რომელიც ახვევს (ამრუდებს) სივრცე-დროს. ეს გამრუდება არის ის, რაც აინშტაინმა აღწერა, როგორც გრავიტაცია. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, გრავიტაცია, როგორც ჩანს, განუყოფლად არის დაკავშირებული მასასთან.

ლიეუსთვის ეს ასე არ არის

თავის ნაშრომში, ლიეუ აინშტაინის ველის განტოლებების გამარტივებული ვერსიის ამოხსნას შეუდგა. ეს სასრული მიზიდულობის ძალის საშუალებას იძლევა რაიმე მასის არსებობის გარეშე. ის ამბობს, რომ მისი ძალისხმევა იმედგაცრუებით იყო განპირობებული.

"თითქმის ერთი საუკუნეა ყველა ბნელ მატერიაზე საუბრობს, მაგრამ მისი დაფიქსირება ამდენი ხნის განმავლობაში მაინც ვერ შევძელით", — თქვა ლიეუმ.

ლიეუსთვის გამოსავალი ტოპოლოგიურ დეფექტებშია, რომლებიც სივრცის კომპაქტურ რეგიონში მატერიის ძალიან მაღალი სიმკვრივით გხვდება.

ეს "დეფექტები" დადებითი მასის თხელ ფენას შეიცავს, რომელიც უარყოფითი მასის გარე ფენაშია ჩაფლული. ეს ორი მასა ერთმანეთს აბათილებს, ამიტომ ორი ფენის ჯამური მასა ზუსტად ნულია. თუმცა, როდესაც ვარსკვლავი ამ გარსზე ხვდება, ის განიცდის დიდ გრავიტაციულ ზემოქმედებას, რომელიც მას გარსის ცენტრისკენ იზიდავს.

"ეს ნიშნავს, რომ მიზიდულობა მასის გარეშე წარმოიქმნება. თუ ეს სიმართლეა, ბნელი მატერიის აუცილებლობა აღარაა", — ამბობს ლიეუ.

შემდეგი შეკითხვა ასეთია: როგორ დავადასტუროთ მსგავსი ფენების არსებობა?

ლიეუს თქმით, გალაქტიკების რგოლისებრი ფორმები ამის ერთ-ერთი მანიშნებელია, თუმცა მხოლოდ ეს არ კმარა.

"ამის დასამტკიცებლად შემდეგი კვლევები იქნება საჭირო. თუმცა, ეს უკვე პირველი მათემატიკური მტკიცებულებაა იმისა, რომ გრავიტაცია შეიძლება მასის გარეშეც არსებობდეს", — ნათქვამია ლიეუს ნაშრომში.

კვლევა Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.-ში შეგიძლიათ ნახოთ.

თუ სტატიაში განხილული თემა და ზოგადად: მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სფერო შენთვის საინტერესოა, შემოგვიერთდი ჯგუფში – შემდეგი ჯგუფი.