La gravité peut exister sans masse, donc la matière noire n’existe pas | Dmshaulers

La gravité peut exister sans masse, donc la matière noire n'existe pas

Pendant des siècles, les scientifiques ont lutté contre les forces fondamentales qui régissent notre univers, au premier rang desquelles la gravité et, plus récemment, la matière noire.

La gravité est la force invisible qui attire les objets ayant une masse les uns vers les autres et joue un rôle crucial dans la formation du cosmos, de la formation des galaxies aux orbites des planètes.

Mais à mesure que notre compréhension de l’univers s’est élargie, les mystères qui l’entourent ont également augmenté.

Dilemme de la matière noire

L’un des mystères les plus déroutants est le concept de matière noire, une forme hypothétique de matière censée constituer une fraction importante de la masse totale de l’univers.

Contrairement à la matière ordinaire, que nous pouvons voir et avec laquelle interagir directement, la matière noire n’émet, n’absorbe ni ne reflète la lumière, ce qui la rend invisible aux télescopes et autres instruments de détection.

L’existence de la matière noire, proposée pour la première fois par un astronome néerlandais Jan Oort en 1932, dérive uniquement des effets gravitationnels qu’elle exerce sur la matière visible, comme les courbes de rotation des galaxies et le mouvement des galaxies en amas. Cela amène les scientifiques à s’interroger sur la nature même de la gravité.

Ces observations suggèrent qu’il y a bien plus de matière présente dans l’univers que ne peut l’expliquer la seule matière visible.

Malgré des décennies de recherche, la nature exacte de la matière noire reste l’un des plus grands mystères de la physique moderne, les scientifiques explorant diverses théories, telles que les particules massives à faible interaction (WIMP) et leurs actions, pour expliquer ses propriétés et son comportement.

La gravité omniprésente

La gravité est l’une des quatre forces fondamentales de la nature, avec l’électromagnétisme, la force nucléaire forte et la force nucléaire faible. C’est la force qui attire les objets ayant une masse les uns vers les autres et elle joue un rôle crucial dans la formation de l’univers à toutes les échelles.

À la surface de la Terre, la gravité attire les objets vers le centre de la planète, leur donnant du poids et les maintenant au sol.

À plus grande échelle, la gravité contrôle les orbites des planètes autour du Soleil, le mouvement des étoiles dans les galaxies, ainsi que la formation et l’évolution des galaxies et des amas de galaxies.

D’après Albert Einstein théorie de la relativité généraleOui, la gravité résulte de la courbure de l’espace-temps provoquée par la présence de masse et d’énergie. Plus un objet est massif, plus son influence gravitationnelle sur les autres objets est grande.

Malgré son omniprésence et son importance, la gravité reste l’une des forces les moins comprises en physique, et des recherches en cours cherchent à la réconcilier avec les principes de la mécanique quantique et à expliquer des phénomènes tels que la matière noire et l’énergie noire.

Voir la gravité et la matière noire sous un nouveau jour

Avec une nouvelle perspective, une étude récente de Dr. Richard Lieu à l’Université de l’Alabama à Huntsville (UAH) espère résoudre l’énigme en ajoutant une nouvelle tournure à ce problème séculaire.

Publié dans Avis mensuels de la Royal Astronomical SocietyL’article de Lieu démontre pour la première fois comment la gravité peut exister sans masse.

Cette recherche radicale et stimulante propose une théorie alternative qui pourrait potentiellement atténuer le besoin de matière noire.

“Ma propre inspiration est venue de ma recherche d’une autre solution aux équations du champ gravitationnel de la relativité générale”, explique Lieu, professeur distingué de physique et d’astronomie à l’UAH.

“Cette initiative est une fois de plus motivée par ma frustration face au statu quo, à savoir la notion de l’existence de la matière noire malgré l’absence de preuves directes depuis un siècle entier.”

Les défauts topologiques peuvent être la clé

Lieu soutient que la gravité « excédentaire » nécessaire pour lier une galaxie ou un amas peut être due à des ensembles concentriques de défauts topologiques en forme de coquille dans les structures que l’on trouve couramment dans tout le cosmos.

Ces défauts ont très probablement été créés au début de l’univers, lorsqu’une transition de phase cosmologique s’est produite, un processus physique dans lequel l’état global de la matière change ensemble à travers l’univers.

“On ne sait pas encore exactement quel type de transition de phase dans l’univers pourrait donner lieu à des défauts topologiques de ce type”, explique Lieu.

“Les effets topologiques sont des régions très compactes de l’espace avec une très haute densité de matière, généralement sous la forme de structures linéaires appelées cordes cosmiques, bien que des structures 2D telles que des coques sphériques soient également possibles.”

L’effet gravitationnel sans masse est similaire à celui de la matière noire

Les coques proposées dans l’article de Lieu sont constituées d’une fine couche interne de masse positive et d’une fine couche externe de masse négative.

Alors que la masse totale des deux couches est exactement nulle, une étoile posée sur cette coquille subit une force de gravité importante qui la tire vers le centre de la coquille.

Puisque la gravité implique fondamentalement la déformation de l’espace-temps lui-même, elle permet à tous les objets d’interagir les uns avec les autres, qu’ils aient ou non une masse.

Il a par exemple été confirmé que les photons sans masse subissent les effets gravitationnels des objets astronomiques.

“La courbure gravitationnelle de la lumière par un ensemble de coquilles simples concentriques comprenant une galaxie ou un amas est due au fait qu’un rayon de lumière est légèrement dévié vers l’intérieur, c’est-à-dire vers le centre de la grande structure ou de l’ensemble de coquilles, lorsqu’il traverse une coquille. “, note le Lieu.

Il explique que lorsque la lumière traverse plusieurs coquilles, l’effet cumulatif se traduit par une déviation mesurable similaire à l’influence gravitationnelle généralement attribuée à la présence d’une quantité importante de matière noire, similaire aux vitesses observées des orbites stellaires dans les galaxies.

Le rôle des coquilles sans masse dans la formation des galaxies

La déviation de la lumière et les vitesses orbitales des étoiles sont les seuls moyens permettant de mesurer l’intensité du champ gravitationnel dans une structure à grande échelle, qu’il s’agisse d’une galaxie ou d’un amas de galaxies.

L’article de Lieu affirme que les coquilles qu’il cite sont sans masse, ce qui suggère qu’il n’est peut-être pas nécessaire de poursuivre la recherche apparemment sans fin de la matière noire.

Les questions des recherches futures porteront probablement sur la façon dont une galaxie ou un amas est formé par l’alignement de ces coquilles, ainsi que sur la façon dont se produit l’évolution des structures.

“Bien sûr, la disponibilité d’une autre solution, bien que hautement suggestive, n’est pas suffisante en soi pour discréditer l’hypothèse de la matière noire – au mieux, cela pourrait être un exercice mathématique intéressant”, conclut Lieu.

Lieu souligne que ses recherches ne visent pas à aborder la question de la formation des structures dans l’univers, et reconnaît que des questions restent ouvertes concernant l’état initial des coquilles et la manière de confirmer ou d’infirmer définitivement leur existence grâce à des observations ciblées.

Malgré ces limites, Lieu affirme que son travail représente la première démonstration de la possibilité d’une gravité existant sans masse.

Matière noire contre gravité sans masse : que les jeux commencent

En résumé, défie le Dr. Les recherches fascinantes de Richard Lieu remettent en question la notion centenaire de matière noire et offrent une perspective révolutionnaire sur la nature de la gravité.

En démontrant comment la gravité peut exister sans masse grâce au concept de coques sans masse, les travaux de Lieu ouvrent de nouvelles voies pour comprendre l’univers et ses forces fondamentales.

Bien que des recherches plus approfondies soient nécessaires pour confirmer ou infirmer l’existence de ces coquilles sans masse, cette étude représente un pas en avant significatif dans notre compréhension du cosmos.

Alors que la communauté scientifique continue d’explorer les implications des découvertes de Lieu, nous sommes peut-être à l’aube d’une nouvelle ère en astrophysique, une ère qui remodèlera notre compréhension de la force mystérieuse qui lie les galaxies et les amas.

L’étude complète a été publiée dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

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