Ny tyngdekraftsteori kan forklare mørkt stof

En ny tyngdekraftsteori kan forklare stjernernes nysgerrige bevægelser i galakser. Emergent tyngdekraft, som den nye teori kaldes, forudsiger nøjagtig samme afvigelse af bevægelser, der normalt forklares ved at påberåbe mørkt stof. Prof. Erik Verlinde, kendt ekspert i strengteori ved University of Amsterdam og Delta Institute for Theoretical Physics, udgav i dag et nyt forskningsartikel, hvor han udvider sine banebrydende synspunkter om tyngdekraftens natur.

I 2010, Erik Verlinde overraskede verden med en helt ny tyngdekraftsteori. Ifølge Verlinde, tyngdekraften er ikke en grundlæggende naturkraft, men et opstået fænomen. På samme måde som temperaturen opstår ved bevægelse af mikroskopiske partikler, tyngdekraften stammer fra ændringerne af grundlæggende informationsstykker, gemt i selve rumtiden.

Newtons lov fra oplysninger

I sin artikel fra 2010 (Om tyngdekraftens oprindelse og Newtons love), Verlinde viste, hvordan Newtons berømte anden lov, som beskriver hvordan æbler falder fra træer og satellitter bliver i kredsløb, kan udledes af disse underliggende mikroskopiske byggesten. Udvide sit tidligere arbejde og arbejde udført af andre, Verlinde viser nu, hvordan man forstår stjernernes nysgerrige adfærd i galakser uden at tilføje det forvirrende mørke stof.

De ydre områder af galakser, ligesom vores egen Mælkevej, rotere meget hurtigere omkring midten, end mængden af ​​almindeligt stof som stjerner kan forklare planeter og interstellare gasser. Noget andet skal producere den nødvendige mængde tyngdekraft, så fysikere foreslog eksistensen af ​​mørkt stof. Mørkt stof ser ud til at dominere vores univers, omfattende mere end 80 procent af alt stof. Hidtil, de påståede mørke stofpartikler er aldrig blevet observeret, trods mange bestræbelser på at opdage dem.

Intet behov for mørkt stof

Ifølge Erik Verlinde, der er ingen grund til at tilføje en mystisk mørk stofpartikel til teorien. I et nyt papir, som dukkede op i dag på ArXiv -forudskrivningsserveren, Verlinde viser, hvordan hans tyngdekraftsteori præcist forudsiger de hastigheder, hvormed stjernerne roterer omkring Mælkevejens centrum, såvel som stjerners bevægelse inde i andre galakser.

"Vi har beviser for, at denne nye opfattelse af tyngdekraften faktisk stemmer overens med observationerne, "siger Verlinde." I stor skala, det ser ud til, tyngdekraften opfører sig bare ikke som Einsteins teori forudsiger. "

Ved første øjekast, Verlindes teori præsenterer funktioner, der ligner modificerede teorier om tyngdekraften som MOND (modificeret Newtonian Dynamics, Mordehai Milgrom (1983)). Imidlertid, hvor MOND indstiller teorien til at matche observationerne, Verlindes teori starter med de første principper. "Et helt andet udgangspunkt, "ifølge Verlinde.

Tilpasning af det holografiske princip

En af ingredienserne i Verlindes teori er en tilpasning af det holografiske princip, introduceret af hans lærer Gerard 't Hooft (Nobelprisen 1999, Utrecht University) og Leonard Susskind (Stanford University). Ifølge det holografiske princip, alle oplysninger i hele universet kan beskrives på en kæmpe imaginær sfære omkring det. Verlinde viser nu, at denne idé ikke er helt korrekt - en del af informationen i vores univers er indeholdt i rummet selv.

Denne ekstra information er nødvendig for at beskrive den anden mørke komponent i universet:Mørk energi, som menes at være ansvarlig for universets hurtige ekspansion. Undersøgelse af virkningerne af disse yderligere oplysninger på almindeligt stof, Verlinde kommer til en fantastisk konklusion. Hvorimod almindelig tyngdekraft kan kodes ved hjælp af informationen om den imaginære sfære omkring universet, som han viste i sit arbejde i 2010, resultatet af de yderligere oplysninger i størstedelen af ​​rummet er en kraft, der pænt matcher den, der tilskrives mørkt stof.

På randen af ​​en videnskabelig revolution

Tyngdekraften har hårdt brug for nye tilgange som den af ​​Verlinde, da det ikke kombineres godt med kvantefysik. Begge teorier, kronjuveler fra det 20. århundredes fysik, kan ikke være sandt på samme tid. Problemerne opstår under ekstreme forhold:nær sorte huller, eller under Big Bang. Verlinde siger, "Mange teoretiske fysikere som mig arbejder på en revision af teorien, og der er sket nogle store fremskridt. Vi står måske på randen af ​​en ny videnskabelig revolution, der radikalt vil ændre vores syn på selve rummets natur, tid og tyngdekraft. "