Μια νέα μελέτη από το SISSA δείχνει ότι η σκοτεινή ύλη αλληλεπιδρά με τη βαρύτητα με μη τοπικό τρόπο, αμφισβητώντας τις παραδοσιακές θεωρίες και προσφέροντας νέες προοπτικές για τη φύση της σκοτεινής ύλης. Χρησιμοποιώντας κλασματικό λογισμό, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτή η μη τοπική αλληλεπίδραση περιγράφει με μεγαλύτερη ακρίβεια την κίνηση των άστρων, ειδικά σε μικρότερους γαλαξίες.
Μια πρόσφατη μελέτη από το SISSA προτείνει ένα νέο μοντέλο για τη μη τοπική αλληλεπίδραση μεταξύ της γαλαξιακής σκοτεινής ύλης και της βαρύτητας.
Ο Ισαάκ Νεύτων περιέγραψε τη θεωρία του για τη βαρύτητα ως μια δύναμη που ενεργεί ακαριαία στο διάστημα: ένας πλανήτης αισθάνεται αμέσως τα αποτελέσματα ενός άλλου αστρονομικού σώματος, ανεξάρτητα από την απόσταση μεταξύ τους. Αυτή η πτυχή ενέπνευσε τον Αϊνστάιν να δημιουργήσει τη διάσημη θεωρία της γενικής σχετικότητας, στην οποία η βαρύτητα γίνεται μια τοπική παραμόρφωση του χωροχρόνου.
Η αρχή της τοπικότητας δηλώνει ότι ένα αντικείμενο επηρεάζεται μόνο άμεσα από το περιβάλλον του: τα μακρινά αντικείμενα δεν μπορούν να επικοινωνήσουν στιγμιαία, μόνο αυτό που είναι εδώ και τώρα έχει σημασία. Ωστόσο, τον περασμένο αιώνα, με τη γέννηση και την ανάπτυξη της κβαντικής μηχανικής, οι φυσικοί ανακάλυψαν ότι τα μη τοπικά φαινόμενα όχι μόνο υπάρχουν, αλλά είναι θεμελιώδη για την κατανόηση της φύσης της πραγματικότητας.
Τώρα, μια νέα μελέτη από το SISSA – Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο ο Astrophysical JournalΕπισημαίνει ότι η σκοτεινή ύλη, ένα από τα πιο μυστηριώδη συστατικά του σύμπαντος, αλληλεπιδρά με τη βαρύτητα με μη τοπικό τρόπο. Σύμφωνα με τους συγγραφείς, ο Ph.D. Οι μαθητές Francesco Benetti και Giovanni Gandolfi, μαζί με τον επιβλέποντα τους Andrea Labbe, η ανακάλυψη θα μπορούσε να προσφέρει μια νέα προοπτική για την ακόμα ανεξήγητη φύση της σκοτεινής ύλης.
Η σκοτεινή ύλη είναι θεμελιώδες συστατικό της φύσης: είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία των δομών που παρατηρούμε στο σύμπαν σήμερα και περιβάλλει τη φωτεινή ύλη στους γαλαξίες, συμβάλλοντας στην κίνηση των αστεριών που βλέπουμε στον ουρανό. Ωστόσο, η φύση της σκοτεινής ύλης, και ειδικά η αλληλεπίδρασή της με τη βαρύτητα σε μικρότερους γαλαξίες, παραμένει ένα μυστήριο.
“Τις τελευταίες δεκαετίες, η επιστημονική κοινότητα έχει καταβάλει μεγάλες προσπάθειες για να κατανοήσει αυτά τα μυστηριώδη φαινόμενα, αλλά πολλά ερωτήματα παραμένουν αναπάντητα. Για να διερευνηθεί η φύση της σκοτεινής ύλης και η αλληλεπίδρασή της με τη βαρύτητα, μπορεί να χρειαστεί μια νέα προσέγγιση. Νέα έρευνα από την SISSA έχει σχολαστικά εξερεύνησε αυτό το μονοπάτι Ενδιαφέρον.
Η μελέτη προτείνει ένα νέο μοντέλο για τη μη τοπική αλληλεπίδραση μεταξύ της σκοτεινής ύλης ενός γαλαξία και της βαρύτητας: «Είναι σαν όλη η ύλη στο σύμπαν να λέει στη σκοτεινή ύλη του γαλαξία πώς να κινηθεί», λένε οι συγγραφείς.
Για τη μοντελοποίηση αυτής της μη τοπικής περιοχής, χρησιμοποιήθηκε ο κλασματικός λογισμός, ένα μαθηματικό εργαλείο που αναπτύχθηκε για πρώτη φορά τον 17ο αιώνα και πρόσφατα βρήκε εφαρμογές σε διάφορους τομείς της φυσικής. Η δύναμη αυτού του λογισμού στην αστροφυσική δεν έχει δοκιμαστεί ποτέ πριν.
«Αναρωτηθήκαμε αν ο fractal λογισμός θα μπορούσε να είναι το κλειδί για την κατανόηση της μυστηριώδους φύσης της σκοτεινής ύλης και της αλληλεπίδρασής της με τη βαρύτητα, και παραδόξως, πειραματικά αποτελέσματα σε χιλιάδες γαλαξίες διαφορετικών τύπων έδειξαν ότι το νέο μοντέλο περιγράφει με μεγαλύτερη ακρίβεια την κίνηση των άστρων από το τυπικό θεωρία», εξηγούν οι συγγραφείς. Για τη βαρύτητα.
Αυτός ο μη χώρος φαίνεται να εκδηλώνεται ως η συλλογική συμπεριφορά των σωματιδίων της σκοτεινής ύλης μέσα σε ένα περιορισμένο σύστημα, που αποδεικνύεται ιδιαίτερα σημαντικό σε γαλαξίες μικρής κλίμακας. Μια ολοκληρωμένη κατανόηση αυτού του φαινομένου μπορεί να μας φέρει πιο κοντά στην αλήθεια για τη σκοτεινή ύλη.
«Ωστόσο, υπάρχουν ακόμα πολλά ερωτήματα που πρέπει να απαντηθούν», τονίζουν οι συγγραφείς. «Πώς ακριβώς εμφανίζεται η μη τοπικότητα; Και ποιες είναι οι επιπτώσεις του σε μεγαλύτερες δομές, όπως τα σμήνη γαλαξιών, ή στο φαινόμενο του βαρυτικού φακού, που μας επιτρέπει να παρατηρούμε μακρινά ουράνια σώματα;
Επιπλέον, θα είναι απαραίτητο να επανεξετάσουμε το Καθιερωμένο Μοντέλο της Κοσμολογίας δεδομένου αυτού του νέου μηχανισμού.
Θα διεξαχθούν περισσότερες μελέτες για να διερευνηθούν όλες αυτές οι επιπτώσεις και πολλά άλλα. Δεν θα εκπλαγούμε αν ανακαλύψουμε ότι άλλα άλυτα ερωτήματα σχετικά με το σύμπαν μπορούν να επιλυθούν με την πρόσφατα προτεινόμενη μη τοπικότητα.
Η πρόοδος στην κατανόηση της φύσης της σκοτεινής ύλης αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό βήμα προς την καλύτερη γνώση του σύμπαντος μας. Η συνεχής έρευνα συνεχίζει να παρέχει νέες προοπτικές και να μας φέρνει πιο κοντά σε μια ολοκληρωμένη κατανόηση των φαινομένων που μας περιβάλλουν.
Αναφορά: “Dark Matter in Fractional Gravity. I. Astrophysical Experiments on Galactic Scales” των Francesco Benetti, Andrea Labpi, Giovanni Gandolfi, Paolo Salucci και Luigi Danese, 31 Μαΐου 2023, Διαθέσιμο εδώ. Astrophysical Journal.
doi: 10.3847/1538-4357/acc8ca
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”