Ещё со школы мы знаем, что сила притяжения прямо пропорциональна произведению масс, а кто-то, возможно, помнит и эту формулу:
Из неё становится понятно, что если объекты обладают нулевой массой, то и никакого притяжения между ними быть не может. Но полагая этот закон фундаментальным, приходится, в виде допущения, принимать за истину существование темной материи. В этом возникает необходимость из-за проблемы скрытой массы, суть которой заключается в том, что поведение больших космических объектов, таких как галактики и гравитационные линзы, противоречит космической механике. Поэтому, причину такого поведения макроскопических космических объектов, ученые называют тёмной материей, которая не обладает никакими физическими свойствами, кроме силы притяжения.
Стремясь найти альтернативное объяснение проблеме скрытой массы, известный астрофизик Ричард Лью недавно опубликовал статью в “ежемесячном отчете Королевского астрономического общества ”, которая открывает новые возможности в интерпретации устройства вселенной.
По его заявлению, вдохновение для написания статьи пришло при решении уравнений гравитационного поля общей теории относительности — упрощенная версия которого, применимая к условиям галактик и скоплений галактик, известна как уравнение Пуассона. Причина же, по которой его заинтересовала эта проблема, служит разочарование в отсутствии развития концепции черной материи (напомним, что впервые эта идея была выдвинута в 1932 году и с тех пор не получила каких-либо существенных аргументов как за, так и против её истинности).
В чем же заключается сама теория, выдвинутая Ричардом Льюисом? Если говорить упрощенно, то все сводится к топологическим дефектам материи, т.е на самом деле, объекты, которые имеют нулевую массу, ею не обладают. Как же это может быть? По мнению профессора Льюиса, оболочка материи обладает может обладать положительной массой, а внутренность – отрицательной, из-за чего суммарно масса материи выходит нулевой.
Для тех, кто помнит устройство атома, хорошей аналогией послужит атом, у которого на орбите летают электроны с отрицательным зарядом, а в ядре находятся положительно зараженные протоны, тем самым суммарный заряд становится нулевым.
Эта концепция объясняет притяжение между объектами нулевой массы, потому что между собой взаимодействуют только оболочки положительной массы по обычному школьному закону, но при этом внутренности, которые имеют отрицательную массу, не взаимодействуют меду собой, тем самым образуется притяжение между объектами нулевой массы.
В пользу подтверждения этой теории может послужить тот факт, что безмассовые фотоны испытывают гравитационное воздействие от астрономических объектов.
Естественно, что такой кардинально новый подход к объяснению проблемы скрытой массы заставляет задать много вопросов, например, каким же образом вообще возникает этот топологический дефект? Вопросы для будущих исследований, вероятно, будут сосредоточены на том, как галактика или скопление формируется в результате выравнивания этих оболочек, а также на том, как происходит эволюция структур.
«Эта статья не пытается решить проблему структурообразования. Спорный вопрос заключается в том, были ли оболочки изначально плоскостями или даже прямыми струнами, но угловой момент их скручивает. Существует также вопрос о том, как подтвердить или опровергнуть предложенные оболочки. Конечно, наличие второго решения, даже если оно весьма наводящее на размышления, само по себе не достаточно, чтобы дискредитировать гипотезу темной материи — в лучшем случае это может быть интересным математическим упражнением», — заключает Лью.
Возможно, статья Ричерда Лью послужит первым этап для доказательство того, что гравитация может существовать без массы