Az Indiai Műszaki Intézet (IIT) fizikusa, Naman Kumar és munkatársai szerint lehetséges, hogy a gravitáció sajátos működése a rejtett ok azoknak a jelenségeknek a hátterében, amelyeket eddig a sötét anyag jelenlétével magyaráztak a tudósok. Ha ez így van, akkor az nem csak a tünékeny és megfoghatatlan sötét anyag létezését vonja kétségbe, hanem a gravitáció különös viselkedésére is rávilágít, és új irányt szabhat az univerzum működésének megfejtésére irányuló kutatásoknak.
A sötét anyag létét a fizikusok általában adottnak veszik: az elméletek szerint ez a láthatatlan anyag az univerzum 27%-át teszi ki, emellett 68%-ot ad a sötét energia, míg a látható (normál) anyag, amiből a csillagok, aszteroidák, bolygók és élőlények állnak, csak a világegyetem 5%-át alkotja. A sötét anyag valójában egy hipotetikus összetevője az univerzumnak, de jelenléte és működése - amit a tudósok már az 1800-as években elkezdtek fejtegetni - kulcsot ad a galaxisok és a gravitációs lencsehatás megfigyelt viselkedésének megértéséhez, amelyet a gravitáció önmagában (valamilyen rejtélyes “plusz” anyag nélkül) nem tud indokolni.
“A svájci-amerikai csillagász, Fritz Zwicky vitathatatlanul az egyik leghíresebb és leggyakrabban idézett úttörő a sötét anyag kutatásának területén.
1933-ban különböző galaxishalmazok vöröseltolódását tanulmányozta Edwin Hubble és Milton Humason 1931-ben közzétett adatai alapján, és észrevette, hogy a Coma-halmaz nyolc galaxisának látszólagos sebességei nagy szórást mutatnak, az eltérések meghaladták a 2000 km/s-ot. Azt a tényt, hogy a Coma-halmaz más halmazokhoz képest nagy sebességdiszperzióval rendelkezik, Hubble és Humason már korábban is megfigyelték, Zwicky azonban egy lépéssel tovább ment: a viriáltételt alkalmazta a halmazra a tömegének becslése érdekében.” - magyarázza Gianfranco Bertone és Dan Hooper a sötét anyag történetének bemutatásában. “Ha ez igazolást nyerne, azt a meglepő eredményt kapnánk, hogy a sötét anyag sokkal nagyobb mennyiségben van jelen, mint a fénylő anyag.” - összegezte Zwicky a számításai után.
A sötét anyag tehát fontos komponens az univerzum működésében, de mi van, ha valójában pusztán a gravitációval is lehet magyarázni a megfigyelt jelenségeket? Kumar szerint ez abban az esetben lehetséges, ha a Newton munkásságához köthető gravitációs állandó nem egy fix érték, hanem változik a kozmikus skálán.
“Egy, a közelmúltban a Physics Letters B folyóiratban megjelent tanulmányomban azt vizsgálom, hogyan fejlődhet a gravitáció, ha a kvantumtérelmélet lencséjén át tekintünk rá.”
- írja a fizikus a Phys.org-on megjelent cikkében - “Ahelyett, hogy azt feltételezném, hogy Newton gravitációs állandója kozmikus távolságokon is abszolút fix értékű, feltérképezem a következményeit annak, ha az ‘futna’- vagyis a méretektől függően változna - mélyen az infravörös tartományban, ahol a hullámhosszak rendkívül nagyok, és a szokásos feltevések érvényüket vesztik.”
Eszerint a forgatókönyv szerint a gravitációs konstans nem állandó, a gravitáció ereje máshogy hat galaktikus távolságokban.
“Specifikusan az ‘infravörös futásnak’ egy meghatározott formája olyan gravitációs potenciált eredményez, amely eltér a szokásos (1/𝑟2) erőtörvénytől, ehelyett egy logaritmikus korrekciót hoz létre.
Figyelemre méltó módon egy ilyen korrekció nagy hatótávolságú (1/𝑟) erőhöz vezet - amely természetesen generál lapos keringési görbéket a galaxisokban, vagyis pontosan azt a jelenséget hozza létre, amelyet hagyományosan a sötétanyag-halók jelenlétének tulajdonítanak.” - magyarázza Kumar.
A fizikus a teóriát tesztelte is, és a modellt összevetette a galaxisok forgásával kapcsolatos adatokkal. A sötét anyag kihagyásával, csak a látható (barionikus) anyag tömegének eloszlását figyelembevéve az új modell működőképes maradt, és “az előrejelzett forgási görbék összeillettek a megfigyelt ellaposodással széles sugártartományban is.”
“Az eredmények arra utalnak, hogy az ‘infravörös futás’ forgatókönyve magyarázhatja a galaxisok forgását anélkül, hogy életre hívná a domináns sötétanyag-összetevőt”
- összegzi a kutató.
Kumarnak nem ez az első rendhagyó elmélete az univerzum "sötét oldalával" kapcsolatban: 2024-ben egy tanulmányában azt az elképzelést vizsgálta, hogy a sötét energia helyett az univerzum gyorsuló tágulásáért valójában egy ikeruniverzum, azaz anti-univerzum felel, ami gravitációs erőt fejt ki az általunk ismert univerzumra.
(Fotó: YolGezer/Pixabay)
