Теоријата за појавна гравитација на Ерик Верлинде е доказ дека не сите физичари веруваат во нужноста на темната материја за објаснување на космосот. Теоријата за генерална релативност на Ајнштајн е постара од 100 години и досега успешно ги има предвидено интеракциите меѓу небесните објекти и простор-времето. Сепак има неколку проблематични делови во кои теоријата за генерална релативност не се согласува со квантната механика. Овие празнини ги збунуваат истражувачите со децении и се инспирација за неколку хипотези кои се обидуваат да ја објаснат дисонанцата.
Zoltán Vörös (flickr)
Темната материја и темната енергија се главните одговори за овој проблем но, засега само го поплнуваат овој простор. Постојат физичари кои не ги прифаќаат овие објаснувања. Ерик Верлинде професор по научна математика и информатика при Универзитетот на Амстердам е еден од нив. Тој развива теорија која ја гледа механиката на гравитацијата од друг аспект и изгледа дека згазнал на нерв во светот на физиката.
„Појавна гравитација“ како што ја нарекува Верлинде е идеја според која гравитацијата не е фундаментална сила во универзумот туку реакција на составот на дадена средина. Наместо да ја гледаме гравитацијата како фундаментална сила, нешто што едноставно постои, возможно ли е гравитацијата да е само резултат на позициите на квантни тела, слично на начинот на кој температурата се јавува како резултат на движењето на индивидуални честички?
Ерик Верлинде, Теоријски физичар од Амстердам
„Ајнштајновата теорија може да се гледа како дериват на помала слика“ вели Верлинде. „Конкретно она што го научивме во однос на црните дупки е дека Анштајновата теорија изгледа повеќе како законите на термодинамиката до кои може да се дојде преку размисла за микроскопските конституенти кои ја опишуваат материјата.“
Верлинде се фокусира на квантните интеракции за да ги објасни дисонанците меѓу генералната релативност и квантната теорија. Неговата теорија има уште многу пред себе пред да биде комплетна но досега се држи солидно и има напревено неколку силни аргументи особено против идејата за темната материја.
Проблемот со ротацијата на галаксиите
Физичарите се свесни за фактот дека спиралните галаксии ротираат побрзо одколку што би требало врз основа на материјата – а преку тоа и гравитацијата – која ја содржат. При брзините со кои некои од нив се вртат, сегашните теории велат дека ѕвездите, планетите, правта и другата материја треба да бидат исфрлени во вселената. Бидејки тоа не се случува физичарите ја поставиле хипотезата за постоењето на темната материја која неможе да се види или детектира на било кој начин досега познат и која е причината за големата гравитација која ги држи овие галаксии како една целина. Оваа материја се вели дека е застапена со 25% во вкупната маса на универзумот. Но, Верлинде верува дека можеби постои друг оговор кој ќе ги објасни девијациите меѓу очекуваните и набљудуваните криви на ротација.
„Она што се гледа од набљудувањата е дека девијациите кои ги гледаме кај ротационите криви на галаксиите, добиени како резултат преку гледање на материјата што може да се види, секогаш се случуват при едно конкретно забрзување.“ вели тој.
Конкретно забрзување игра клучна улога во врската меѓу оддалеченоста и брзината со која се оддалечува галаксијата во однос на нашата кое е владеано од ширењето на универзумот познато како хаблов закон. Еден труд од 2017 напишан од Александре Халум Елбезе во „Журналот за модерна физика“ објаснува како стапката на ширењето на универзумот или H0 е поврзана преку нов параметар кој го нарекува E0 со ротационите криви на галаксиите измерени од астрономите. Верлинде верува дека ова е индикација дека наишол на нешто. „Тоа на еден начин не упатува дека има нешто поврзано со хабловата константа која денес се објаснува преку постоењето на темната енергија.“ вели тој.
Крива на ротација на галаксија М33 која покажува зависноста на брзина на одалеченоста од центарот. Релултатите се значително разликуват од оние кога не би имало темна материја. Stefania.deluca (Wikipedia)
Хабловата константа ја опишува набљудуваната забрзана експанзија на универзумот. Забрзувањето е необјасниво но се смета дека е резултат на „темната енергија“ која Верлинде вели може да се искористи за да се отстрани идејата за темната материја.
„Темната енергија е важен дел од мојата теорија“ вели Верлинде. „Не отстранувам се што е „темно“, само го објаснувам она што го нарекуваме темна материја размислувајки за ефектот на темната енергија и тоа дека дава ист ефект.“
Треба да се спомене дека Верлинде приоѓа на проблемот со темната материја од специфична позиција како приврзаник на теоријата на струните и работи во насока да ја вклопи во таа преспектива. Марк Ван Раамсдонк професор по физика при универзитетот на Британска Колумбија, вели дека на овој метод треба да му се пристапи со предпазливост.
„Оваа можност е интригантна но колку што сум запознаен не е базирана на прецизен модел кој е математички конзистентен.“ вели Ван Раамсдонк. „Наместо тоа тој ја користи својата интуиција за да склопи сет на идеи и да даде приказна за тоа како нештата можеби работат. Тој е истакнат физичар па мислам дека вреди да и се посвети внимание на неговата интуиција.“
Раните денови
До сега идеите зад кои Верлинде убедливо стои е докажано дека се математички и обсервационо валидни барем во однос на ротационите криви на галаксиите. Вистинскиот проект ќе биде да се изгради теорија која објаснува повеќе од тоа. Сабина Хосенфелдер, истражувач од „Фракнфуртскиот инститиут за напредни студии“ вели дека големиот предизвик е опишувањето на еволуцијата на раниот универзум.
Засега теориите кои ја вклучуваат темната материја точно ги предвидуваат температурните варијации во космичката микробранова заднина. „Но, моделот на појавната гравитација на Верлинде сеуште не е ускладен со потребните анализи за докажување на неговата валидност. „ Напиша таа во артикл на Форбс.
Верлинде е свесен за недостатоците на младата теорија но е убеден дека може да одговори на нив во иднината.
„Највеке се фокусирав на обидот да ги објаснам овие ротациони криви, но темната материја е исктористена во многу други делови од обидите да се разбере раниот универзум.“ вели Верлинде. „Мора да развијам објаснување за тоа како галаксиите се формирааат, но исто така и овие флуктуации кои настануваат во космичкото позадинско микробраново зрачење. Ако сакам да ја објаснам еволуцијата на универзумот, морам да пресметам што се случува на поголеми временски периоди. Тоа е наредниот чекор за мене.“
Потрага по поддршка
Промоцијата на оваа идеја низ светот е голем предизвик за Верлинде. Бидејки идејата е толку спротивставена на популарното верување, има само мал број сојузници и меѓу својот тим.
„Морам да ги продадам моите идеи на разни публики, не само на космолози и луѓе кои се среќаваат со темната материја на други начини, туку и моите колеги застапници на теоријата на струни.“ вели тој. „Мислам дека луѓето полека почнуваат да ги гледаат придобивките зад логиката на моите размисли.“
„Има сеуште многу работа но мислам дека ова е подобра теорија отколку тоа само да си предпоставиме дека постои темна материја. Бидејки ако темната материја има толку многу форми во кои луѓето си замислуваат дека се наоѓа и има зоолошка од овие теории и никој не знае која е вистинската, можеби всушност сите се погрешни.“
Без разлика на тоа како теоријата на Верлинде ќе се развие во потрагата по разбирањето самиот резултат по себе ќе биде возбудлив.
„Во секој случај обидот да се разберат импликациите на овие нови поврзаности меѓу гравитацијата и квантната заплетканост е многу возбудливо и многу од нас работат напорно да видат каде ова ќе не одведе“ вели Ван Раамсдонк. „Дури и ако специфичното објаснување за темната материја на Верлинде не е точно веќе учиме нови работи за гравитацијата и црните дупки, и сум оптимист дека ќе научиме нешто возбудливо за космологијата, темната енергија или Големата експлозија.“
Превод: Максим Осман-Николов
Извор: www.astronomy.com
