一个有争议的新假设刚刚通过了一项重要的首次测试,该假设表明我们对重力的理解是错误的。
首次提出早在2010年,新的假设指出,引力的行为和产生可能与爱因斯坦预测的非常不同,一项对 30,000 多个星系的独立研究现已找到第一个证据来支持这一点。
该假说被称为“韦尔林德引力假说”,以提出该假说的理论物理学家、阿姆斯特丹大学的埃里克·韦尔林德(Erik Verlinde)的名字命名。 如果它能够经受住进一步的测试,它可能会彻底改变一个多世纪的物理学——包括摆脱暗物质共。
它甚至可能成为谜题的一部分,让我们更接近现代物理学的“圣杯”——一个渴望已久的“圣杯”。万物理论”,它将经典物理学的可观察效应与量子力学的怪异微观世界融为一体。
我们目前对引力的理解存在的问题是,尽管它已被物理学界广泛接受,但它并不能完全解释我们在宇宙中看到的一切。
最引人注目的是,研究人员已经证明,我们的宇宙(尤其是星系)中的引力比所有可见物质所能产生的引力还要大。
这种不一致可以通过假设来解释暗物质的存在- 宇宙中一种我们看不到的神秘力量正在形成所有这些额外的引力。 但是,尽管经过数十年的探索和许多领先的候选者尽管研究人员距离实际检测这种看不见的物质还很遥远。
另一方面,Verlinde 的方法说我们根本不需要暗物质,我们只需要重新思考重力。
正如我们所描述的十一月回来:
“他的建议是,引力根本不是自然的基本力,而是一种突现现象——就像温度是微观粒子运动产生的突现现象一样。
换句话说,引力是宇宙中发生的事情的副作用,而不是原因。”
在过去的六年里,这个假设一直没有得到检验。 但现在荷兰莱顿大学的一组研究人员首次对其进行了测试,并展示了一些证据表明它确实有效。
由 Margot Brouwer 领导的团队研究了 33,000 多个星系中的物质分布,并表示,如果他们使用 Verlinde 的引力假说,他们所说的确实可以在没有暗物质的情况下得到解释。
测试这一点需要研究一种叫做引力透镜的东西——离我们较近的星系弯曲较远星系的光线的方式。 这是测量星系中暗物质数量的一种行之有效的方法。
但研究小组发现,如果他们只考虑维林德的修正引力,那么他们的结果就有意义,而无需添加暗物质的概念。
研究小组将他们的结果与爱因斯坦的预测进行了比较以及 Verlinde 制作的那些,发现两者都适合。
但他们发现 Verlinde 的预测与他们的观察结果相匹配,而无需使用任何自由参数 - 这些参数是可以调整以使观察结果与假设相匹配的值。 另一方面,暗物质的存在需要四个自由参数。
“暗物质模型实际上比 Verlinde 的预测更符合数据。”布劳威尔告诉新科学家。 “但是,如果你从数学上考虑到 Verlinde 的预测没有任何自由参数,而暗物质预测有任何自由参数,那么你会发现 Verlinde 的模型实际上表现得稍好一些。”
重要的是,这只是对韦尔林德假设的一个非常早期的检验,要推翻一个多世纪以来关于引力和暗物质的公认思想,还需要做更多的工作。
此外,韦尔林德的假设可能会消除神秘的暗物质,但它也不符合我们在宇宙中看到的其他一切。 弦理论家 Lubos Motl 最近推翻了 Verlinde 的理论博客文章的想法,说:“我不会接受这个错误的作品作为本科学期论文。”
因此,需要非常明确的是,我们目前基于爱因斯坦广义相对论对引力的理解不会很快消失。 但韦尔林德的假设也不是。
“现在的问题是这个理论如何发展,以及如何进一步检验它,”布劳威尔在一份新闻稿中说。 “但是第一次测试的结果看起来确实很有趣。”
该研究已被接受发表于英国皇家天文学会每月通知您现在可以阅读全文arXiv.org。