Нова теория за гравитацията отрича съществуването на тъмната материя

В началото на 2010 г. привърженик на струнната теория от Амстердамския университет на име Ерик Верлинде публикува за първи път своята алтернативна теория за гравитацията. В нея тя не е представена като фундаментално взаимодействие или поле, както предполага Айнщайн, а като възникващ феномен в резултат от втория закон за термодинамиката, според който затворените системи се стремят към безредие.

Теорията на Верлинде поляризира физиците, чиито смесени реакции са изключително точно описани от харвардския физик Андрю Строминджър: "Някои хора казват, че не може да е вярно, други - че е вярно, но всички вече знаем едно – правилно е и дълбоко, правилно и тривиално. Онова, което трябва да кажем е, че… е просто много интересна колекция от идеи, които засягат въпроси за нашата вселена, които в по-голямата си степен не разбираме."

Интересна - да, но във физиката това не е достатъчно доказателство. Истинският въпрос остава без отговор: може ли теорията на Верлинде да се докаже експериментално?

Наскоро екип от холандски астрономи, водени от Марго Брауер в обсерваторията в Лейдън, се опитаха да хвърлят светлина по този въпрос, като тестваха за първи път теорията на Верлинде, използвайки я да предвидят обсега на гравитацията на повече от 33 000 галактики. При сравняването на прогнозите с наличните данни Брауер открива, че теорията на Верлинде се припокрива доста добре с реалните наблюдения.

Един от най-големите въпроси във физиката е защо наблюдаваните гравитационни сили около галактиките са толкова по-силни, отколкото предвижда общата теория на относителността на Айнщайн, дори при разстояния, които са стотици пъти по-големи от радиуса на галактиките. Досега тези странни явления се обясняваха с наличието на тъмна материя и тъмна енергия, които би трябвало да съставят 95% от масата и енергията на вселената.

Но Верлинде изтъква, че "фактът, че 95% от вселената се състои от мистериозни форми на енергия или материя, ни дава достатъчно основание да преосмислим тази основна начална точка."

Верлинде смята, че е възможно да опишем и обясним разпространението на гравитацията без наличието на понятия като тъмна енергия и тъмна материя, ако гравитацията се възприеме като възникващ феномен вследствие на ентропичните принципи, както пише в теорията му от 2010 г.

"Истинската причина защо повечето физици вярват в съществуването на частици тъмна материя не са наблюденията, а липсата на теоретично доказателства и концептуален аргумент за разпадането на тези закони в скалите, при които се наблюдават нови явления," пише Верлинде в последната си статия. "Щом веднъж вече се открие концептуална причина за съществуването на нова фаза на гравитационната сила, която се подкрепя от различни закони, и това се допълни от потвърждението на нейното количествено поведение, тежестта на доказателствата ще ни насочат в друга посока."

На кратко Верлинде създава теория за появата на гравитацията – всичко, от което се нуждаем, за да насочим вниманието си далеч от тъмната материя и тъмната енергия. За да я докажат, Брауер и колегите й измерват повърхностната плътност на 33 613 галактики, използвайки гравитационни лещи – начин за измерване на обхвата на гравитацията чрез наблюдаване как светлината се пречупва от галактика – след което сравняват изчисленията с повърхностната плътност, предвидена с помощта на теорията на Верлинде. Те откриват, че "прогнозите на възникващата гравитация… съвпадат добре с наблюдаваните гравитационни профили на галактиките."

С други думи, теорията на Верлинде изглежда работи и може да предвиди странното разпространение на гравитацията около галактики, които не се вписват в общата теория за относителността. Освен това тя го прави, уповавайки се само на видимата материя и не изисква съществуването на ефемерни понятия като мистериозни тъмни частици.

Но дали тези количествени резултати подкрепят наистина революционната нова теория на Верлинде? По-скоро те са първата стъпка към доказването й, но са необходими още експерименти и количествена информация. Според Брауер съществуват още много въпроси, на които Верлинде не може да отговори със своята възникваща гравитация, но бъдещето е пред нас!

По статията работи: Величка Мартинова
Източник: motherboard.vice.com