Novo estudo selvagem sugere que a gravidade pode existir sem massa: WebCuriosos

O que é gravidade sem massa? Ambos O revolucionário de Newton leis que descrevem seu efeito universal e a proposta de Einstein de um espaço-tempo com covinhas, pensamos na gravidade como exclusivamente dentro do domínio da matéria.

Agora, um novo estudo sugere que a gravidade pode existir sem massa, eliminando convenientemente a necessidade de uma das substâncias mais evasivas do nosso Universo: a matéria escura.

A matéria escura é uma massa hipotética e invisível que se acredita representar 85% da massa total do Universo. Originalmente concebido para conta para galáxias mantendo-se unido sob rotação de alta velocidade, ainda não foi observado diretamente, levando os físicos a propor todos os tipos de ideias lá fora para evitar invocar este material indescritível como uma forma de tapar as lacunas nas teorias atuais.

A última oferta nesse sentido vem do astrofísico Richard Lieu, da Universidade do Alabama em Huntsville, que sugeriu que, em vez de a matéria escura unir galáxias e outros corpos, o Universo pode conter camadas finas em forma de concha de 'defeitos topológicos' que dão origem à gravidade sem qualquer massa subjacente.

Lieu começou tentando encontrar outra solução para o Equações de campo de Einsteinque relacionam a curvatura do espaço-tempo à presença de matéria dentro dele.

Como Einstein descreveu em sua teoria de 1915 relatividade geralo espaço-tempo se deforma em torno de feixes de matéria e fluxos de radiação no Universo, dependendo de sua energia e momento. Essa energia está, obviamente, relacionada à massa na famosa equação de Einstein: E=mc².

Assim, a massa de um objeto está ligada à sua energia, que curva o espaço-tempo – e esta curvatura do espaço-tempo é o que Einstein descreveu como gravidadeum nível mais sofisticado do que a aproximação da gravidade feita por Newton no século XVII como um força entre dois objetos com massa. Em outras palavras, a gravidade parece inextricavelmente ligada à massa.

Não é assim, postula Lieu.

Em seu trabalho, Lieu começou a resolver uma versão simplificada das equações de campo de Einstein que permite uma força gravitacional finita na ausência de qualquer massa detectável. Ele diz seus esforços foram “impulsionados pela minha frustração com o status quo, nomeadamente a noção da existência da matéria escura, apesar da falta de qualquer evidência direta durante um século inteiro”.

A solução de Lieu consiste em defeitos topológicos em forma de concha que podem ocorrer em regiões muito compactas do espaço com uma densidade de matéria muito alta.

Esses conjuntos de cascas concêntricas contêm uma fina camada de massa positiva inserida dentro de uma camada externa de massa negativa. As duas massas se anulam, então a massa total das duas camadas é exatamente zero. Mas quando uma estrela se encontra nesta concha, ela sofre uma grande força gravitacional que a arrasta em direção ao centro da concha.

“A afirmação do meu artigo é que pelo menos as conchas que ele postula não têm massa”, disse Lieu diz. Se essas sugestões controversas tiverem algum peso, “não há necessidade de perpetuar esta busca aparentemente interminável pela matéria escura”, disse Lieu. adiciona.

A próxima questão, então, é como confirmar ou refutar as conchas que Lieu propôs através de observações.

“A frequência crescente de avistamentos de galáxias em forma de anéis e conchas no Universo dá evidência ao tipo de fonte que está sendo proposta aqui”, Lieu escreve em seu jornal. Embora ele admita que a solução proposta é “altamente sugestiva” e não pode, por si só, desacreditar a hipótese da matéria escura.

“Poderia ser, na melhor das hipóteses, um exercício matemático interessante”, disse Lieu conclui. “Mas é o primeiro [mathematical] prova de que a gravidade pode existir sem massa.”

O estudo foi publicado em Avisos mensais da Royal Astronomical Society.