Merész új elmélet: tömeg nélkül is létezhet gravitáció

Ha az erő, ami a padlóhoz ragaszt minket nemcsak a részecskéken múlik, hanem a téridő topológiáján, mehet a levesbe több milliárd dollárnyi sötét anyag kutatás és részben az is, amit az iskolában tanultunk. Egy új magyarázat feleslegessé teszi a sötét anyagot, ugyanakkor kérdés, hogy milyen módon lehet igazolni.

Newton gravitációs elmélete szerint a tömegvonzás az, ami két testet egymáshoz vonz, a tömegük szorzatának megfelelő erővel, ami fordítottan arányos a köztük lévő távolság négyzetével. Einstein általános relativitáselmélete továbbfejlesztette ezt az elképzelést, leírva, hogy a tömeg képes torzítani a téridőt, és a gravitáció ennek a téridő görbületnek az eredménye. Mindkét elméletben a gravitáció szorosan összefügg a tömeggel.

A galaxisokat alkotó csillagok mozgását a sötét anyag hipotézise magyarázza meg, amely a világegyetem tömegének 85 százalékát teszi ki, de annak pontos természete még mindig rejtély.

Richard Lieu asztrofizikus, az Alabamai Egyetem munkatársa szerint azonban a Világegyetem topológiai hibái tömeg nélkül is képesek gravitációs hatást kifejteni. Lieu Einstein mezőegyenleteire keresett olyan megoldásokat, amelyek véges gravitációt eredményeznek kimutatható tömeg nélkül. A tudós szerint a topológiai hibák olyan kozmológiai struktúrák, amelyek különösen nagy sűrűségű anyagban jelennek meg, és több rétegben helyezkednek el, a belső réteg pozitív, a külső negatív tömegként funkcionál, de összességében kioltják egymást.

Lieu szerint a gravitáció függetleníthető a tömegtől, és ezt a galaxisok gyűrűszerű formái is alátámaszthatják. Ugyanakkor elismeri, hogy ez csak egy matematikai modell, és a sötét anyag hipotézisét még nem söpri el teljesen, hiszen a megoldást még mindig megtalálhatjuk más jelenségekben, mint például apró ősi fekete lyukakban vagy neutrínókban.

A csillagászok 2022 óta számoltak be a Nagy Ívről, egy 1 gigaparszek méretű galaxisokból álló körkörös kozmikus struktúráról. Idén januárban pedig egy olyan csillagászati felfedezésről számoltak be, amely két koncentrikus galaxisgyűrűt ír le, amelyek a világegyetem 9,2 milliárd évvel ezelőtti állapotát tükrözik. Ezek a struktúrák túl nagyok ahhoz, hogy a jelenlegi elméleteinkkel megmagyarázzuk őket, és a tömegtől független gravitáció elmélete új megvilágításba helyezheti ezeket az égi jelenségeket.