Гравитомагнетизмът е енергията, създадена от въртене на обекти в тъканта на пространството-времето. Той може да обясни мистериозната тъмна материя, която учените търсят неуспешно.
Наблюденията на кривите на въртенето на галактиките дават едно от най-силните доказателства за съществуването на тъмна материя, небарионна форма на материята, която съставлява приблизително 85% от материята във наблюдаваната Вселена. И въпреки това огромно количество материя, досега нейните частици останаха неуловими.
Но текущите оценки на кривите на ротация на галактиките се основават на изчисления по Нютоновите представи за гравитацията.
Миналата седмица European Physics Journal C публикува статия, която може да обясни окончателно тъмната материя.
Нейният автор твърди, че трябва да заменим Нютоновите закони на движение с Общата теория на относителността на Айнщайн.
Така можем да се избавим от необходимостта от въвеждането на тъмната материя, т.нар. гравитомагнетизъм обяснява несъответствието, без да се прибягва до невидимата тъмна материя.
Скоростта на движение на звездите не намалява по краищата на галактиките и това е типичната ситуация във Вселената. Според небесната Нютонова механика скоростта на въртящите се звезди около центъра на галактиката трябва да намалява обратно пропорционално на разстоянието им до центъра (вляво горе). В реалните галактики скоростта остава почти постоянна. Затова учените смятат, че галактиката всъщност съдържа допълнително голяма маса невидимо вещество или "галактическо хало" от тъмна материя (вдясно).
Според Общата теория на относителността пространството и времето може да се разглежда като тъкан, а всяка материя в тъканта на пространство-времето го изкривява и това е причината за гравитацията.
Да предположим, че имаме обикновена топка, на която даваме електрически заряд. Ако завъртим тази топка, тя ще създаде магнитно поле.
Гравитомагнетизмът усуква тъканта на пространство-времето със себе си
Гравитомагнетизмът усуква тъканта на пространство-времето със себе сиГравитомагнетизмът работи по подобен начин. Когато обект с маса се върти, той усуквайки придърпва тъканта на пространството-времето със себе си.
Представете си въртяща се топка в буркан с мед. Въртящото движение би накарало гъстата течност да се завихри и усуче заедно с нея.
Физиците наричат този вид движение „усукване на отправната инерциална система“ (frame dragging) или ефект на Лензе-Тиринг, тоест въртенето на масата също влияе на околното пространство, явление, което следва от Общата теория на относителността на Айнщайн. Това въртене на пространствено-времевата тъкан създава вихър (vortex), подобен на водата, изпускана от отвора на ваната. То освобождава тип енергия, която физиците наричат гравитомагнетизъм.
Използването на законите на Нютон може да причини несъответствие
Герсон Ото Лудвиг (Gerson Otto Ludwig) от Националния институт за космически изследвания в Бразилия е автор на тази нова изследователска работа. Той смята, че използването на законите на Нютон за обяснение на движенията на галактиките може да доведе до несъответствието, което подори нуждата от тъмна материя.
Лудвиг показва, че използвайки Общата теория на относителността, въртото се движения на галактиките създават вихри в тъканта на пространството-времето. Тези водовъртежи генерират гравитомагнетизъм, което е причина за допълнителната гравитация, която наблюдаваме от времето на Фриц Цвики.
Учените не са взели предвид гравитомагнетизма, защото това е относително слаба сила. Също така съществуването му е потвърдено едва през 2011 г. от мисията на НАСА Gravity Probe B.
Гравитомагнетизмът изглежда обяснява движенията на галактиките
Значението на изследването на професор Лудвиг е, че доказва, че макар гравитомагнетизмът да е сравнително слаб, когато се вземе предвид при изчисленията, изглежда обяснява движението на галактиките. Теорията на професор Лудвиг изглежда обяснява тези движения, без да търси хипотетичната липсваща материя.
Всяка култура има история, която обяснява същността на нашата Вселена и връзката ни с нея. В днешния свят тази история идва при нас от науката.
Илюстрация на ефекта на Лензе-Тиринг около черна дупка. Кредит: J. Bergeron/Sky&Telescope
Теорията трябва да бъде доразвита
Въпреки това има още работа. Професор Лудвиг признава, че неговата теория трябва да бъде доразвита много по-нататък. Например използването на неговия модел за обяснение на еволюцията на галактиките е сложен проблем за науката.
Поради тази и други причини, гравитомагнетизмът няма да замени тъмната материя като стандартен модел за една нощ. Дори професор Лудвиг призовава за по-задълбочен анализ.
„Вероятно всички изчисления, извършени с помощта на модела на кръговите скорости на тънък диск, трябва да бъдат преразгледани, а концепцията за тъмната материя трябва да бъде поставена под въпрос“. заключава професор Лудвиг.
Справка:
G. O. Ludwig. Galactic rotation curve and dark matter according to gravitomagnetism. The European Physical Journal C, 2021; 81 (2) DOI: 10.1140/epjc/s10052-021-08967-3
Източник: Factoring in gravitomagnetism could do away with dark matter
Models of galactic rotation curves built of a general relativistic framework could use gravitomagnetism to explain the effects of dark matter,
Springer
Още по темата
Космос
Алтернатива на тъмната материя премина критичен тест
Физика
Астрономи видяха как се усуква пространство-времето от танца на две звезди (видео)
Физика
Астрономи видяха как се усуква пространство-времето от танца на две звезди (видео)
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
11110
1
11.03 2021 в 01:20
Последни коментари