狂野的新研究表明，重力可以在沒有質(zhì)量的情況下存在

什么是沒有質(zhì)量的重力？雙牛頓的革命性描述其普遍效應(yīng)的定律和愛因斯坦提出的凹陷的時空，我們認(rèn)為引力只屬于物質(zhì)的范疇。

現(xiàn)在，一項瘋狂的新研究表明，引力可以在沒有質(zhì)量的情況下存在，從而方便地消除了對我們宇宙中最難以捉摸的物質(zhì)之一的需求：暗物質(zhì).

暗物質(zhì)是一個假設(shè)的、看不見的質(zhì)量，被認(rèn)為占宇宙總體積的85%。最初設(shè)計為解釋星系在高速旋轉(zhuǎn)下保持在一起，它尚未被直接觀測到，導(dǎo)致物理學(xué)家提出各種建議之外在的想法避免援引這種難以捉摸的材料來填補當(dāng)前理論中的漏洞。

這方面的最新成果來自阿拉巴馬大學(xué)亨茨維爾分校的天體物理學(xué)家理查德·劉（Richard Lieu），他建議暗物質(zhì)將星系和其他天體結(jié)合在一起，宇宙可能含有薄的殼狀層“拓?fù)淙毕荨?/a>在沒有任何潛在質(zhì)量的情況下產(chǎn)生重力。

Lieu 開始嘗試尋找另一種解決方案。愛因斯坦場方程，它將時空的曲率與其中物質(zhì)的存在聯(lián)系起來。

正如愛因斯坦在他 1915 年的理論中所描述的那樣廣義相對論，時空圍繞著宇宙中的物質(zhì)束和輻射流扭曲，這取決于它們的能量和動量。當(dāng)然，這種能量與愛因斯坦著名的方程中的質(zhì)量有關(guān)：>2。

因此，一個物體的質(zhì)量與它的能量有關(guān)，它彎曲了時空——而這種時空曲率是愛因斯坦所描述的引力，比牛頓 17 世紀(jì)對引力的近似更復(fù)雜兩個有質(zhì)量的物體之間的力.換句話說，重力似乎與質(zhì)量有著千絲萬縷的聯(lián)系。

Lieu認(rèn)為，事實并非如此。

在他的工作中，Lieu著手求解愛因斯坦場方程的簡化版本，該方程允許在沒有任何可探測質(zhì)量的情況下產(chǎn)生有限的引力。他說他的努力是“由我對現(xiàn)狀的挫敗感所驅(qū)使的，即盡管整整一個世紀(jì)都缺乏任何直接證據(jù)，但暗物質(zhì)存在的概念。

Lieu 的解決方案由殼形拓?fù)淙毕萁M成，這些缺陷可能發(fā)生在具有非常高物質(zhì)密度的非常緊湊的空間區(qū)域。

這些同心殼組包含一層薄薄的正質(zhì)量，隱藏在負(fù)質(zhì)量的外層內(nèi)。這兩個質(zhì)量相互抵消，因此兩層的總質(zhì)量正好為零。但是當(dāng)一顆恒星躺在這個殼上時，它會受到很大的引力將它拖向殼的中心。

“我論文的論點是，至少它假設(shè)的炮彈是無質(zhì)量的，”Lieu說說.如果這些有爭議的建議有任何分量，“那么就沒有必要讓這種看似無休止的暗物質(zhì)搜索永久化，”Lieu說增加.

那么，下一個問題是如何通過觀察來證實或反駁Lieu提出的炮彈。

“宇宙中星系環(huán)狀和殼狀形成的頻率越來越高，這為這里提出的來源類型提供了證據(jù)，”Lieu說在他的論文中寫道.盡管他承認(rèn)他提出的解決方案具有“高度暗示性”，并且不能單獨詆毀暗物質(zhì)假說。

“這充其量可能是一個有趣的數(shù)學(xué)練習(xí)，”Lieu說總結(jié).“但這是第一個[數(shù)學(xué)]證據(jù)，證明引力可以在沒有質(zhì)量的情況下存在。

該研究已發(fā)表在英國皇家天文學(xué)會月刊.

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