狂野的新研究表明,重力可以在没有质量的情况下存在

什么是没有质量的重力?双牛顿的革命性描述其普遍效应的定律和爱因斯坦提出的凹陷的时空,我们认为引力只属于物质的范畴。

现在,一项疯狂的新研究表明,引力可以在没有质量的情况下存在,从而方便地消除了对我们宇宙中最难以捉摸的物质之一的需求:暗物质.

暗物质是一个假设的、看不见的质量,被认为占宇宙总体积的85%。最初设计为解释星系在高速旋转下保持在一起,它尚未被直接观测到,导致物理学家提出各种建议外在的想法避免援引这种难以捉摸的材料来填补当前理论中的漏洞。

这方面的最新成果来自阿拉巴马大学亨茨维尔分校的天体物理学家理查德·刘(Richard Lieu),他建议暗物质将星系和其他天体结合在一起,宇宙可能含有薄的壳状层“拓扑缺陷”在没有任何潜在质量的情况下产生重力。

Lieu 开始尝试寻找另一种解决方案。爱因斯坦场方程,它将时空的曲率与其中物质的存在联系起来。

正如爱因斯坦在他 1915 年的理论中所描述的那样广义相对论,时空围绕着宇宙中的物质束和辐射流扭曲,这取决于它们的能量和动量。当然,这种能量与爱因斯坦著名的方程中的质量有关:>2。

因此,一个物体的质量与它的能量有关,它弯曲了时空——而这种时空曲率是爱因斯坦所描述的引力,比牛顿 17 世纪对引力的近似更复杂两个有质量的物体之间的力.换句话说,重力似乎与质量有着千丝万缕的联系。

Lieu认为,事实并非如此。

在他的工作中,Lieu着手求解爱因斯坦场方程的简化版本,该方程允许在没有任何可探测质量的情况下产生有限的引力。他他的努力是“由我对现状的挫败感所驱使的,即尽管整整一个世纪都缺乏任何直接证据,但暗物质存在的概念。

Lieu 的解决方案由壳形拓扑缺陷组成,这些缺陷可能发生在具有非常高物质密度的非常紧凑的空间区域。

这些同心壳组包含一层薄薄的正质量,隐藏在负质量的外层内。这两个质量相互抵消,因此两层的总质量正好为零。但是当一颗恒星躺在这个壳上时,它会受到很大的引力将它拖向壳的中心。

“我论文的论点是,至少它假设的炮弹是无质量的,”Lieu说.如果这些有争议的建议有任何分量,“那么就没有必要让这种看似无休止的暗物质搜索永久化,”Lieu说增加.

那么,下一个问题是如何通过观察来证实或反驳Lieu提出的炮弹。

“宇宙中星系环状和壳状形成的频率越来越高,这为这里提出的来源类型提供了证据,”Lieu说在他的论文中写道.尽管他承认他提出的解决方案具有“高度暗示性”,并且不能单独诋毁暗物质假说。

“这充其量可能是一个有趣的数学练习,”Lieu说总结.“但这是第一个[数学]证据,证明引力可以在没有质量的情况下存在。

该研究已发表在英国皇家天文学会月刊.

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