Новая теория гравитации могла бы объяснить любопытное движение звезд в галактиках. Эмерджентная гравитация, как называется новая теория, предсказывает точно такое же отклонение движений, которое обычно объясняется включением в теорию темной материи. Профессор Эрик Верлинде, эксперт по теории струн из Амстердамского университета и Института теоретической физики Delta, только что опубликовал новую исследовательскую работу, в которой он расширяет свои новаторские взгляды на природу гравитации.
В 2010 году Эрик Верлинде удивил мир совершенно новой теорией гравитации. Согласно Верлинде, гравитация - это не фундаментальная сила природы, а эмерджентное явление. Точно так же, как температура возникает из движения микроскопических частиц, гравитация возникает из изменений фундаментальных битов информации, хранящихся в самой структуре пространства-времени.
Закон Ньютона из информации
В своей статье 2010 года Верлинде показал, как знаменитый второй закон Ньютона, который описывает, как яблоки падают с деревьев, а спутники остаются на орбите, может быть получен из этих основных микроскопических строительных блоков. Расширяя свою предыдущую работу и работу, проделанную другими, Верлинде теперь показывает, как понять любопытное поведение звезд в галактиках, не добавляя загадочную темную материю..
Загадочные скорости звезд
Внешние области галактик, такие как наш Млечный Путь, вращаются вокруг центра гораздо быстрее, чем это можно объяснить количеством обычной материи, такой как звезды, планеты и межзвездные газы. Что-то еще должно создать необходимое количество гравитационной силы, и поэтому на сцену вышла темная материя. Темная материя, кажется, доминирует в нашей Вселенной: более 80% всей материи должно иметь темную природу. До сих пор предполагаемые частицы темной материи никогда не наблюдались, несмотря на многочисленные попытки их обнаружить.
Темная материя не нужна
По словам Эрика Верлинде, нет необходимости добавлять в теорию загадочную частицу темной материи. В новой статье, которая появилась сегодня на ArXiv.org, Верлинде показывает, как его теория гравитации точно предсказывает скорости, с которыми звезды вращаются вокруг центра Млечного Пути, а также движение звезд внутри других галактик. «У нас есть доказательства того, что этот новый взгляд на гравитацию действительно согласуется с наблюдениями», - говорит Верлинде. «Похоже, что в больших масштабах гравитация ведет себя не так, как предсказывает теория Эйнштейна».
На первый взгляд, теория Верлинде имеет черты, сходные с модифицированными теориями гравитации, такими как MOND (модифицированная ньютоновская динамика, Мордехай Милгром (1983)). Однако там, где MOND настраивает теорию, чтобы она соответствовала наблюдениям, теория Верлинде исходит из первых принципов.«Совершенно другая отправная точка», по словам Верлинде.
Адаптация голографического принципа
Одним из компонентов теории Верлинде является адаптация голографического принципа, введенного его наставником Джерардом т Хоофтом (Нобелевская премия 1999 г., Утрехтский университет) и Леонардом Сасскиндом (Стэнфордский университет). Согласно голографическому принципу, вся информация во всей вселенной может быть описана на гигантской воображаемой сфере вокруг нее. Теперь Верлинде показывает, что эта идея не совсем верна: часть информации в нашей Вселенной содержится в самом пространстве.
Информации в большом количестве
Эта дополнительная информация необходима для описания другого темного компонента Вселенной: темной энергии, которая считается ответственной за ускоренное расширение Вселенной. Исследуя влияние этой дополнительной информации на обычную материю, Верлинде приходит к ошеломляющему выводу. В то время как обычную гравитацию можно закодировать, используя только информацию о воображаемой сфере вокруг Вселенной, как он показал в своей работе 2010 года, результатом дополнительной информации в объеме пространства является сила, точно соответствующая той, которую до сих пор приписывали темной иметь значение.
На пороге научной революции
Гравитация остро нуждается в новых подходах, подобных подходу Верлинде, поскольку она плохо сочетается с квантовой физикой. Обе теории, жемчужины физики 20-го века, не могут быть верны одновременно. Проблемы возникают в экстремальных условиях: вблизи черных дыр или во время Большого взрыва. Верлинде: «Многие физики-теоретики, такие как я, работают над пересмотром теории, и были достигнуты некоторые важные успехи. Возможно, мы стоим на пороге новой научной революции, которая радикально изменит наши взгляды на саму природу пространства, времени и гравитации».
См. статью по адресу: https://www.uva.nl/en/news-events/news/uva-news/content/press-releases/2016/11/new-theory-of-gravity- may-explain-dark-matter.html