Контроверзна нова теорија гравитације искључује потребу за концептом тамне материје

Тамна материја би требало да чини 85 одсто масе у универзуму, према конвенционалним научним сазнањима. Али заговорници радикалне нове теорије гравитације, у којој је простор-време „колебљиво“, кажу да би тај приступ могао да учини неухватљиву супстанцу застарелим концептом.

Претпоставка, изнесена у новом раду, покреће контроверзну могућност да је тамна материја, која никада није директно посматрана, заправо фатаморгана коју „значајан део заједнице физичара јури већ неколико деценија“. Најновије тврдње створиле су тако пометњу у свету физике.

Најављујући нови рад, професор Џонатан Опенхајм са Универзитетског колеџа у Лондону је рекао: „Изгледа да смо открили нешто другачије. Наша теорија гравитације може објаснити ширење универзума и галактичку ротацију без тамне материје или тамне енергије. Постоји више линија доказа за тамну материју, али њена природа је остала мистериозна и претраге су нас оставиле празних руку“.

Прошле године, Европска свемирска агенција покренула је мисију „Еуклид“ са циљем да направи космичку мапу тамне материје.

Најновији рад, објављен на сајту Аrxiv и који тек треба да буде рецензиран, поставља питање да ли она уопште постоји, повлачећи паралеле између тамне материје и погрешних концепата из прошлости, као што је „етар“, невидљива супстанца за коју се мислило да прожима сав простор.

„У недостатку било каквих директних доказа за тамну енергију или тамну материју, природно је запитати се да ли су то можда непотребне научне конструкције попут небеских сфера, етра или планете Вулкан, а све су замењене једноставнијим објашњењима“, наводи се у раду а научници који га потписују додају: „Гравитација има дугу историју пуну грешака.

У овом случају, једноставније објашњење које се предлаже је Опенхајмова „постквантна теорија класичне гравитације“. Професор ка Колеџа у Лондону провео је протеклих пет година развијајући нови приступ, који има за циљ да уједини два стуба модерне физике: квантну теорију и Ајнштајнову општу релативност, који су суштински некомпатибилни.

Звезде на ивицама галаксија као аргумент

Опенхајмова теорија предвиђа оквир односа простора и времена као континуирано (класично), али инхерентно климаво. Брзина протока времена би насумично флуктуирала, попут потока који жубори, простор би био насумично изобличен и време би се разишло у различитим деловима универзума.

У раду Оппенхајма и Андреа Русоа, кандидата за докторске студије на УКЛ, тврди се да би такво схватање универзума могло да објасни значајна запажања ротирајућих галаксија која су довела до „открића“ тамне материје.

Звезде на ивицама галаксија, где се очекује да ће гравитација бити најслабија на основу видљиве материје, требало би да се ротирају спорије од звезда у центру. Али у стварности, орбитално кретање звезда не опада. Из овога су астрономи закључили присуство ореола невидљиве (тамне) материје која врши гравитационо привлачење.

У Опенхајмовом приступу, додатна енергија потребна да би се звезде задржале у орбити обезбеђена је насумичним флуктуацијама у простору и времену. Али у ситуацијама ниске гравитације, као што су рубови галаксије, овај феномен би доминирао – и кумулативно би могао да представља већину енергије у универзуму.

„Показујемо да то може објаснити ширење универзума и криве ротације галаксије без потребе за тамном материјом или тамном енергијом“, рекао је Опенхајм и додао: „Међутим, позивамо на опрез, пошто постоје други индиректни докази за тамну материју, па су потребни даљи прорачуни и поређење са подацима. Али ако је тако, изгледа да је 95 одсто енергије у универзуму последица несталне природе односа простора и времена, што указује или на фундаментални пром у предвидљивости у физици, или то да се налазимо у окружењу које не поштује законе класична или квантна теорија“.

Ипак, нису сви убеђени у нове тврдње, укључујући познате теоретичаре проф. Карла Ровелија и професора Џефа Пенингтона, који су потписали опкладу са 5.000:1 са Опенхајмом против тога да је његова теорија тачна.

„Мислим да је добро што физичари истражују широк спектар приступа веома тешким проблемима као што је комбиновање квантне механике са гравитацијом. Лично, не мислим да ће овај приступ вероватно бити исправан“, рекао је Пенингтон.

Има и оних који су одушевљени наговештајем новог приступа.

„Мислим да су аутори овде на трагу нечега заиста занимљивог, истражујући неке лепе и нове идеје. Међутим, изазов за замену концепта тамне материје је то што постоји толико различитих доказа који указују на њено присуство. До сада су се бавили само једним од аспеката. Само ће време показати да ли нове идеје могу заиста да објасне огромну разноликост феномена који указују на тамну материју“, рекао је професор Ендрју Понтзен, космолог са Универзитетског колеџа у Лондону.