Последняя попытка применить квантовую гравитацию для решения этих проблем была предпринята Эриком Верлинде из Амстердамского университета в Нидерландах, физиком, зарекомендовавшим себя в области теории струн и квантовой гравитации. Своей новой теорией Верлинде утверждает, что объясняет как темную энергию, так и поведение, похожее на MOND, одним махом. Его работа основывается на ключевом понимании, которое появилось за последние десятилетия, которое заключается в том, что пространство-время не является гладким континуумом, как задумал Эйнштейн, но имеет мелкозернистую структуру.
Никто на самом деле не знает природу этой предполагаемой микроструктуры, и это вполне может быть невозможно для нас видеть непосредственно, но физики могут исследовать ее коллективные свойства, такие как энтропия - мера ее внутреннего расстройства. В 70-х годах Якоб Бекенштейн и Стивен Хокинг показали, что энтропия чешуйки черной дыры соотносится с внешней поверхностью дыры. Если это масштабирующее соотношение верно, то есть, если энтропия какого-либо заданного объема пространства-времени соотносится с площадью поверхности его границы - то из нее физики могут вывести уравнения общей относительности Эйнштейна.
Для своей теории гравитации Верлинде делает смелое заявление - энтропия пространства-времени имеет дополнительную составляющую, которая масштабируется с объемом. По его мнению, наша Вселенная, которая приближается к пространственно-временной геометрии, называемой пространством де Зиттера, расширяется с ускоренной скоростью, а также имеет космологический горизонт - расстояние, за пределами которого мы не можем видеть, потому что галактики отступают быстрее, чем их свет может дотянуться до нас. Такой горизонт очень похож на границу черной дыры и, по аргументам Бекенштейна и Хокинга, подразумевает энтропию. Эту энтропию необходимо считать в дополнение к энтропии, которую физики уже приписывают пространству-времени, и, что очень важно, по мнению Верлинде, она не локализована на горизонте. "Энтропию, которую мы обычно ассоциируем с горизонтом, следует рассматривать как энтропию, которая распределена в пространстве де Зиттера", - говорит он.
Чтобы обосновать свои предположения об энтропии, Верлинде обращается к природе микроструктуры пространства-времени. Микроструктура имеет высокую структуру, так что ее части взаимно взаимосвязаны. Обычно физики предполагают, что эти корреляции простираются только на очень короткие расстояния; свойства двух близлежащих точек очень похожи, в то время как свойства двух удаленных точек не связаны друг с другом. Такое структурирование приводит к закону масштабирования области для энтропии. Но в пространстве де Зиттера Верлинде утверждает, что микроструктура также имеет корреляции, которые простираются на большие расстояния. Две удаленные точки могут быть очень похожи. Такое структурирование подразумевает закон масштабирования объема.
Посыпание энтропии по всему объему равнозначно добавлению энергии в вакуум пространства-времени и повышению его температуры. "Эта энергия - темная энергия", - говорит Верлинде. И вот так, проблема темной энергии исчезает.
Предположение объема также позволяет Верлинде объяснить, как галактики держатся вместе без темной материи. В его теории, когда нормальная материя добавляется в пространство де Зиттера, она локально уменьшает энтропию, как бы вытесняя темную энергию из области. Согласно Верлинде, темная энергия реагирует, отталкиваясь назад. "Это похоже на упругую силу и порождает эту дополнительную силу, которую мы наблюдаем", - говорит он.
Верлинде выводит уравнение для того, как эта упругая сила накапливается и как она влияет на движение, испытываемое нормальной материей в галактике, и он находит, что эффект становится очевидным - вызывающим отклонения от ньютоновских законов движения.
Один астроном, который детально изучил MOND, Стейси МакГо в Резервном Университете в Кливленде, штат Огайо, заинтригован. "Положительная вещь для меня заключается в том, что она, кажется, даёт физическую причину для поведения, подобного MOND", говорит он. "Его беспокоит некая очень глубокая теория гравитации, и из этого вытекает это отношение, которое выглядит как данные. Это вроде как удивительно. Нет причин ожидать, что это должно произойти, если только он не в курсе чего-нибудь".
