狂野的新研究表明，重力可以在沒有質(zhì)量的情況下存在

什么是沒有質(zhì)量的重力？雙牛頓的革命性描述其普遍效應(yīng)的定律和愛因斯坦提出的凹陷的時(shí)空，我們認(rèn)為引力只屬于物質(zhì)的范疇。

現(xiàn)在，一項(xiàng)瘋狂的新研究表明，引力可以在沒有質(zhì)量的情況下存在，從而方便地消除了對(duì)我們宇宙中最難以捉摸的物質(zhì)之一的需求：暗物質(zhì).

暗物質(zhì)是一個(gè)假設(shè)的、看不見的質(zhì)量，被認(rèn)為占宇宙總體積的85%。最初設(shè)計(jì)為解釋星系在高速旋轉(zhuǎn)下保持在一起，它尚未被直接觀測(cè)到，導(dǎo)致物理學(xué)家提出各種建議之外在的想法避免援引這種難以捉摸的材料來(lái)填補(bǔ)當(dāng)前理論中的漏洞。

這方面的最新成果來(lái)自阿拉巴馬大學(xué)亨茨維爾分校的天體物理學(xué)家理查德·劉（Richard Lieu），他建議暗物質(zhì)將星系和其他天體結(jié)合在一起，宇宙可能含有薄的殼狀層“拓?fù)淙毕荨?/a>在沒有任何潛在質(zhì)量的情況下產(chǎn)生重力。

Lieu 開始嘗試尋找另一種解決方案。愛因斯坦場(chǎng)方程，它將時(shí)空的曲率與其中物質(zhì)的存在聯(lián)系起來(lái)。

正如愛因斯坦在他 1915 年的理論中所描述的那樣廣義相對(duì)論，時(shí)空圍繞著宇宙中的物質(zhì)束和輻射流扭曲，這取決于它們的能量和動(dòng)量。當(dāng)然，這種能量與愛因斯坦著名的方程中的質(zhì)量有關(guān)：>2。

因此，一個(gè)物體的質(zhì)量與它的能量有關(guān)，它彎曲了時(shí)空——而這種時(shí)空曲率是愛因斯坦所描述的引力，比牛頓 17 世紀(jì)對(duì)引力的近似更復(fù)雜兩個(gè)有質(zhì)量的物體之間的力.換句話說，重力似乎與質(zhì)量有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。

Lieu認(rèn)為，事實(shí)并非如此。

在他的工作中，Lieu著手求解愛因斯坦場(chǎng)方程的簡(jiǎn)化版本，該方程允許在沒有任何可探測(cè)質(zhì)量的情況下產(chǎn)生有限的引力。他說他的努力是“由我對(duì)現(xiàn)狀的挫敗感所驅(qū)使的，即盡管整整一個(gè)世紀(jì)都缺乏任何直接證據(jù)，但暗物質(zhì)存在的概念。

Lieu 的解決方案由殼形拓?fù)淙毕萁M成，這些缺陷可能發(fā)生在具有非常高物質(zhì)密度的非常緊湊的空間區(qū)域。

這些同心殼組包含一層薄薄的正質(zhì)量，隱藏在負(fù)質(zhì)量的外層內(nèi)。這兩個(gè)質(zhì)量相互抵消，因此兩層的總質(zhì)量正好為零。但是當(dāng)一顆恒星躺在這個(gè)殼上時(shí)，它會(huì)受到很大的引力將它拖向殼的中心。

“我論文的論點(diǎn)是，至少它假設(shè)的炮彈是無(wú)質(zhì)量的，”Lieu說說.如果這些有爭(zhēng)議的建議有任何分量，“那么就沒有必要讓這種看似無(wú)休止的暗物質(zhì)搜索永久化，”Lieu說增加.

那么，下一個(gè)問題是如何通過觀察來(lái)證實(shí)或反駁Lieu提出的炮彈。

“宇宙中星系環(huán)狀和殼狀形成的頻率越來(lái)越高，這為這里提出的來(lái)源類型提供了證據(jù)，”Lieu說在他的論文中寫道.盡管他承認(rèn)他提出的解決方案具有“高度暗示性”，并且不能單獨(dú)詆毀暗物質(zhì)假說。

“這充其量可能是一個(gè)有趣的數(shù)學(xué)練習(xí)，”Lieu說總結(jié).“但這是第一個(gè)[數(shù)學(xué)]證據(jù)，證明引力可以在沒有質(zhì)量的情況下存在。

該研究已發(fā)表在英國(guó)皇家天文學(xué)會(huì)月刊.

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