A matéria escura, a substância mais enigmática e misteriosa do universo, não existe, sugerem novas pesquisas. Mas remover a matéria dos nossos modelos cosmológicos poderia limitar a possibilidade de a gravidade se comportar de forma diferente em escalas muito grandes, diz um cientista.
Matéria escura tem sido uma pedra no sapato dos físicos porque, apesar de superar a matéria comum numa proporção de 5 para 1, permanece efectivamente invisível. Porque não interage com a luz, ou tecnicamente, Radiação eletromagnética. Porque as partículas que constituem os átomos que constituem as estrelas, os planetas, as luas, os seres vivos e tudo o que vemos ao nosso redor, pendência Ao interagir com a luz, os cientistas procuram partículas que possam criar matéria escura. No entanto, esta adição à física de partículas tem escapado até agora a todas as tentativas de a descobrir, a menos que estejamos errados sobre como a gravidade funciona nas escalas galácticas. Pelo menos é o que sugere Naman Kumar, do Instituto Indiano de Tecnologia.
“O mistério da matéria escura – invisível, difundida e essencial para uma cosmologia estável – tem perseguido a física durante décadas”, disse Kumar. escreveu Para Phys.org. “Na nova pesquisa, exploro uma possibilidade diferente: em vez de introduzir novas partículas, proponho que a gravidade se comporte de maneira diferente em escalas maiores”.
Esta coisa estranha é a única razão pela qual os cientistas especularam sobre a existência de matéria escura faz Interage com a gravidade. Na verdade, o primeiro indício de matéria escura veio da observação de que as galáxias giravam tão rapidamente que se a gravidade da sua matéria visível fosse a única força que as mantinha unidas, já teriam sido destruídas há muito tempo.
Outra fonte de evidência vem de um evento “Lente gravitacional“que ocorre quando um caminho normalmente reto é dobrado por uma ranhura na estrutura do espaço formada por matéria de grande massa. Este desvio foi considerado extremo demais para ser explicado pela matéria visível nas lentes galácticas. Portanto, os físicos especularam que as galáxias haviam se expandido além de seus halos.
O facto de a única fonte de matéria escura provir do seu efeito gravitacional no espaço e da extensão diurna ou matéria “bariónica” explica porque a teoria da gravidade modificada elimina a necessidade de matéria escura.
Não seja quadrado
Para investigar isso, ele olhou para a gravidade através das lentes da teoria quântica de campos e em escalas muito pequenas, equivalentes ao comprimento de onda da luz infravermelha, no que ele chamou de “projeto alimentado por infravermelho”. Eu não acho que seja newtoniano Constante gravitacionalou “Big G”, pode alterar ou “tocar” em diferentes escalas de comprimento.
“Surge um caso teórico convincente para um cenário em que a força efetiva da gravidade muda sutilmente ao longo das distâncias interestelares”, escreveu Kumar.
A gravidade é um exemplo em física da “lei do inverso do quadrado” de 1/r^2, o que significa que sua força diminui com o quadrado da distância de uma fonte; Quando a distância do corpo gravitante dobra, sua atração torna-se quatro vezes mais fraca. Se a distância for triplicada, a influência gravitacional torna-se nove vezes mais fraca.
Considerando seu projeto alimentado por infravermelho, Kumar desviou-se da lei usual da força inversa e descobriu que a gravidade leva a uma força de longo alcance de 1/r. Isto leva ao tipo de rotação visto nas galáxias, que é atualmente responsável pelos halos de matéria escura.
“Estes resultados sugerem que o cenário orientado pelo infravermelho pode ser responsável pela rotação galáctica sem induzir uma componente dominante de matéria escura fria,” explicou Kumar.
Como seria de esperar, uma vez que se pensa que a matéria escura representa 85% da matéria do universo, removê-la dos nossos modelos do universo tem implicações significativas para a compreensão de como o universo se formou e continua a evoluir. Contudo, o modelo de Kumar pode ajustar-se bem às expectativas e observações actuais.
“Qualquer mudança na gravidade no universo primitivo – durante a radiação cósmica de fundo em micro-ondas e durante a formação da estrutura – deve ser pequena o suficiente para evitar conflito com medições cosmológicas precisas”, escreveu Kumar. “Dentro da estrutura infravermelha, as correções crescem lentamente com o tamanho e o tempo, preservando a concordância com as restrições cósmicas iniciais, ao mesmo tempo que se tornam relevantes apenas em épocas posteriores e em escalas maiores.”
O próximo passo para a teoria da gravidade infravermelha de Kumar é ver como ela se compara às medições de lentes gravitacionais e ao agrupamento de aglomerados de galáxias que atualmente se pensa ocorrer em torno de estruturas de matéria escura.
“Meu trabalho abre caminho para a compreensão dos fenômenos da matéria escura não como partículas perdidas, mas como um aspecto sutil da gravidade – uma consequência profunda da dependência do tamanho do campo quântico na teoria da gravidade”, concluiu Kumar. “Embora esta abordagem ainda não substitua totalmente a matéria escura no modelo cosmológico padrão – especialmente na interpretação da formação detalhada da estrutura e dos dados de lentes – ela destaca um problema potencialmente oculto da gravidade e exige uma reavaliação de onde se originam os efeitos da matéria escura.”
O estudo de Kumar foi publicado na revista Cartas de Revisão de Física b.
