Nova studija Naman Kumara razmatra mogućnost da efekti koje danas pripisujemo tamnoj materiji potiču od promene ponašanja gravitacije na velikim skalama. Koristeći "infrared running" pristup iz kvantne teorije polja, Kumar dobija potencijal koji prelazi iz 1/r^2 u dugorangirani 1/r i može objasniti rotacione krive galaksija. Model ostaje u skladu sa ograničenjima iz ranog Univerzuma pod uslovom da korekcije rastu postepeno, ali zahteva testiranje na podacima o gravitacionom sočenju i grupisanju klastera.
Možda Nema Tamne Materije? Nova Teorija Predlaže Da Gravitacija Menja Ponašanje Na Velikim Razmerama
The galaxy Messier 33, according to competing models of the universe (left), with a dark matter halo (right) without a bubble of this mysterious "stuff.". | Credit: ESO/S. Brunier
Novi rad fizičara Naman Kumara sa Indian Institute of Technology dovodi u pitanje potrebu za postojanjem tamne materije: umesto novih, neuhvatljivih čestica, efekti koje danas pripisujemo tamnoj materiji mogli bi proizaći iz suptilne promene ponašanja gravitacije na veoma velikim skalama.
U uobičajenom kosmološkom modelu, tamna materija čini oko pet puta više od obične (barionske) materije, ali je nevidljiva zato što ne interaguje sa svetlošću. Njeno postojanje naučnici su zaključili pretežno iz gravitacionih efekata — pre svega, iz plitkih rotacionih krivih galaksija (diskovi se okreću prebrzo da bi ih samo vidljiva materija držala) i iz jačeg gravitacionog sočenja nego što bi moglo objasniti vidljivo baryonsko blago.
Kumar pristupa problemu iz perspektive kvantne teorije polja i razmatra šta on naziva "infrared running" — mogućnost da se efektivna jačina gravitacije blago menja sa dužinskim skalama poredeći ih sa talasnom dužinom infracrvenog zračenja. U tom okviru on ne smatra unapred da je Njutnova konstanta G apsolutno fiksna na svim skalama, već ispituje scenarij u kojem ona može "teći" ili zavisiti od skale.
Šta Kumar nalazi?
Analiza proizvodi promenjeni gravitacioni potencijal koji odstupa od klasičnog inverznog kvadratnog zakona 1/r^2 i prelazi u slabije padajući, dugorangirani 1/r na galaktičkim daljinama. Takav oblik privlačne sile može prirodno dovesti do plitkih rotacionih krivih galaksija sličnih onima koje danas pripisujemo halama hladne tamne materije.
The galaxy Messier 33 and a diagram comparing Kumar's infrared running model to other accounts of galactic rotation. | Credit: Roen Kelly. M33: ESO
"Ovi rezultati sugerišu da infrared running može objasniti rotaciju galaksija bez potrebe za dominantnom komponentom hladne tamne materije," piše Kumar.
Važno je da svaki takav model ostane u saglasnosti sa preciznim kosmološkim merenjima iz ranog Univerzuma — naročito sa podacima Kosmičkog mikrotalasnog pozadinskog zračenja (CMB) i formiranjem struktura. Kumar tvrdi da se u njegovom okviru korekcije rastu sporo i postepeno, tako da su male u ranoj istoriji Univerzuma, dok postaju značajnije tek na velikim skalama i kasnijim epohema.
Otvorena pitanja i naredni koraci
Model mora proći dodatne, stroge provere: predviđanja treba uporediti sa podacima o gravitacionom sočenju (lensing) i sa načinom na koji se galaktički klasteri formiraju i grupišu — pojava koje su danas snažan dokaz za količinu i raspodelu tamne materije. Kumar takođe ističe da njegov pristup još ne objašnjava sve detalje formiranja struktura i sočenja, pa stoga ne zamenjuje još uvek u potpunosti standardni model kosmologije.
Zaključak: Kumarova studija otvara intrigantnu mogućnost da efekti pripisani tamnoj materiji potiču iz skrivene, skalabilne osobine gravitacije koja izrasta iz kvantne teorije polja. Ako se potvrdе, to bi promenilo način na koji razumemo raspodelu i evoluciju materije u svemiru — ali do konačnog odgovora potrebne su rigorozne konfrontacije modela sa opservacijama.
Napomena: U izvornoj verziji navodi se da je rad objavljen u časopisu "Physical Review Letters B"; to ime časopisa izgleda netačno ili neprecizno (postoje časopisi "Physical Review Letters" i zasebne serije kao "Physical Review B"). Preporučuje se proveriti originalnu publikaciju i citat u bazi podataka časopisa.
Pomozite nam da budemo bolji.
