Wissenschaftler rätseln weiterhin Dunkle Materie. Tatsächlich gibt es viele offene Fragen: Die erste und wichtigste betrifft seine tatsächliche Existenz – weil wir ihn im Moment noch nicht direkt beobachten konnten – und die anderen, in keiner bestimmten Reihenfolge, die brauchen seiner Existenz, seiner Natur, seines Verhaltens, seiner Interaktionen mit allem anderen. Fragen, deren Antworten tatsächlich noch unklar oder, wenn man so will, hypothetisch und vor allem noch anfällig für Umbrüche sind: auf der Grundlage einer mutigen Neuformulierung der Theorie der SchwerkraftSo kamen beispielsweise im vergangenen März zwei Wissenschaftler zu dem Schluss, dass das Universum möglicherweise keine dunkle Materie benötigt, um so zu existieren, wie wir sie beobachten. und heute ein weiteres Werk, gerade veröffentlicht am Monatliche Mitteilungen der Royal Astronomical Society aus Richard Lieukörperlich zu Universität von Alabama in Huntsville (Wow), er kommt zu mehr oder weniger ähnlichen Schlussfolgerungen, indem er einen etwas anderen Weg einschlägt. Lieu beschäftigte sich auch mit der Schwerkraft und zeigte mathematisch, dass diese auch ohne Masse existieren könnte (es scheint ketzerisch, aber die Berechnungen des Wissenschaftlers gehen auf), was unter anderem das Vorhandensein dunkler Materie im Universum ausschließen würde.
Warum dunkle Materie notwendig ist (wäre).
Dass die derzeit anerkanntesten kosmologischen Modelle auch Dunkle Materie „enthalten“, hängt mit experimentellen Ergebnissen zusammen, die nur mit dieser Annahme erklärt werden können. Alles beginnt mit dem sogenannten Standardmodell der Teilchenphysik, ein theoretischer Rahmen, der die Natur und das Verhalten gewöhnlicher Materie (d. h. sozusagen nicht-dunkler Materie) beschreibt: Dieses Modell ist derzeit das solideste und experimentell verifizierteste, um die Welt um uns herum darzustellen und genaue Vorhersagen über natürliche Materie zu treffen Phänomene. Aber es ist noch nicht perfekt: Tatsächlich haben Astronomen und Kosmologen im letzten Jahrhundert damit begonnen, verschiedene experimentelle Beobachtungen zu sammeln, die hauptsächlich mit Phänomenen im Zusammenhang mit der Schwerkraft zusammenhängen, die mit dem Standardmodell weder erklärt noch vorhergesagt werden konnten. Darunter zum Beispiel die Drehgeschwindigkeit von Sternen und Galaxien, einige Eigenschaften von kosmische Hintergrundstrahlung und die Krümmung des Lichts aufgrund der sogenannten Gravitationslinsen.
Wenn wir nur die Teilchen von betrachten gewöhnliche AngelegenheitTatsächlich sind diese Phänomene unerklärlich. Aus diesem Grund wurde bereits 1932 der niederländische Astronom Jan Oort schlugen das Vorhandensein einer anderen Art von Materie vor – genauer gesagt der Dunklen Materie –, mit der experimentelle Beobachtungen und theoretische Modelle in Einklang gebracht werden könnten. Das Problem besteht, wie bereits erwähnt, darin Bisher wurde diese Art von Materie noch nie direkt beobachtet, und wir haben immer noch keine genaue Vorstellung davon, welche Eigenschaften es haben soll. Oorts Hypothese, die dann in den folgenden Jahrzehnten verfeinert wurde, besagt, dass dunkle Materie über die Schwerkraft mit gewöhnlicher Materie interagiert; Nach aktuellen Schätzungen stellt dieses schwer fassbare Gebilde tatsächlich den Großteil des Universums dar – etwa 85 % der gesamten existierenden Materie und etwa 27 % der Gesamtmasse.
Fehler des Universums
“Meine Inspiration” Lieu erklärt: „stammt aus der Suche nach einer alternativen Lösung zu den Gravitationsfeldgleichungen von generelle Relativität von Albert Einstein, dessen vereinfachte Version, die auf das Verhalten von Sternen, Galaxien und Galaxienhaufen anwendbar ist, bekannt ist als Poisson-Gleichung, wonach eine Gravitationskraft ungleich Null auch ohne nachweisbare Masse existieren kann. Aber nicht nur das: Ich war auch frustriert über die Schwierigkeit, direkte Beweise für die Existenz dunkler Materie zu finden.. Nach Lieus Vorstellung hätte die Materie (d. h. die Schwerkraft), die „notwendig“ ist, um Galaxien oder Galaxienhaufen zusammenzuhalten, nichts mit der hypothetischen Dunklen Materie zu tun, sondern könnte auf das zurückzuführen sein, was er nennt „Topologische Defekte ähnlich ‘Muscheln’ in Strukturen vorhanden, die im gesamten Kosmos häufig vorkommen und wahrscheinlich in den ersten Momenten des Lebens des Universums entstanden sind.während eines sogenannten Kosmologischer Phasenübergangd. h. ein physikalischer Prozess, bei dem sich der allgemeine Zustand der Materie im gesamten Universum ändert (ein Beispiel für einen Phasenübergang ist das Gefrieren von flüssigem Wasser, das in einen festen Zustand übergeht: Stellen Sie sich ein ähnliches Phänomen vor, das sich jedoch auf das gesamte Universum ausdehnt).
Nullmassegranaten
Einfacher ausgedrückt lautet Lieus Hypothese, dass in den ersten (turbulenten) Momenten des Lebens des Universums eine Art Wellenoder Falten – was Wissenschaftler nennen „topologische Defekte“ –, also Regionen, in denen sich enorme Mengen an Materie angesammelt haben. “Im Augenblick – fährt der Wissenschaftler fort – Es ist jedoch noch nicht klar, welche Art von kosmologischem Phasenübergang zu solchen topologischen Defekten führen kann. Dabei handelt es sich um sehr kompakte Raumregionen mit einer sehr hohen Materiedichte, die meist als lineare Strukturen, sogenannte kosmische Strings, in Erscheinung treten; es sind aber auch andersartige Strukturen möglich, beispielsweise zweidimensionale Schalen. In meiner Arbeit habe ich genau Kugelschalen untersucht, die aus einer inneren Schicht positiver Masse und einer dünnen äußeren Schicht negativer Masse bestehen, so dass die Totale Masse der Schale ist genau Null. Wenn ein Stern ‘Lügen’ Auf einer dieser Schalen erfährt sie, obwohl ihre (Netto-)Masse Null ist, tatsächlich eine Gravitationskraft, die sie zum Zentrum hin zieht.“.
Auf Wiedersehen dunkle Materie?
Wenn Lieus Modell korrekt wäre, Dies könnte zur Folge haben, dass dunkle Materie nicht mehr „notwendig“ wäre, wie bisher angenommen. Aber es ist noch sehr früh, die Modelle der Dunklen Materie außer Acht zu lassen – die im Moment immer noch die am meisten anerkannten sind –, weil das soeben formulierte Modell noch unvollständig ist: Lieu sagt zum Beispiel nichts darüber als Diese Strukturen sollten durch einfaches Beobachten gebildet werden wenn sie existierten könnte tatsächlich zu dem beschriebenen Verhalten führen. Der Wissenschaftler weiß es gut: “Natürlich” kommt zu dem Schluss: „Meine Hypothese, so suggestiv sie auch sein mag, reicht allein nicht aus, um die Existenz dunkler Materie zu diskreditieren. Bestenfalls [sic] Es könnte eine interessante mathematische Übung sein. Aber es ist immer noch der erste Beweis dafür, dass Schwerkraft tatsächlich auch ohne Masse existieren kann.“.
