Je temná hmota ve skutečnosti rozbitým časoprostorem? Kredit: Public Domain / CC0.

Zdá se, že se pátrání po temné hmotě a temné energii dostává do bouřlivé fáze. Fyzici stále obtížněji skrývají frustraci a jejich představivost pracuje na plné obrátky. Není totiž vyloučeno, že někde v základních kamenech soudobé fyziky je chyba či nedostatek, který nás nutí zavádět obě zmíněné temné esence. Pokud bychom takový problém odhalili a neutralizovali, mohlo by to zrušit potřebu temné hmoty s temnou energií.

Richard Lieu. Kredit: University of Alabama in Huntsville.

Frustrovaný je i Richard Lieu z University of Alabama v Huntsville, jak ostatně sám přiznal. Štvalo ho, jak fyzici neustále věří v existenci temné hmoty, aniž bychom se kdy přiblížili k její podstatě. Je to jako duchařina vědy. Lieu přichází s alternativní hypotézou, v tuto chvíli samozřejmě zcela okrajovou, která by potenciálně mohla zlikvidovat temnou hmotu.

Lieu pracoval na dalším řešení Einsteinových rovnic gravitačního pole, přičemž se zabýval zjednodušenou verzí v podobě Poissonovy rovnice, použitelnou pro podmínky galaxií a kup galaxií. Dospěl k tomu, že může existovat konečná gravitační síla při nepřítomnosti zjistitelné hmoty.

Tvrdí, že by „gravitační sílu navíc,“ potřebnou k pozorovanému chování galaxií nebo kup galaxií, kterou normálně připisujeme temné hmotě a pak zhola neúspěšně pátráme po její podstatě, mohly vytvářet koncentricky uspořádané soustavy sférických topologických defektů. Tyto defekty měly podle Lieua vzniknout při fázovém přechodu velmi raného vesmíru.

Logo. Kredit: University of Alabama in Huntsville.

O topologických defektech už fyzici dlouho uvažují. Stále jsou ale jen hypotetické, i když se už objevila podezření na pozorování takových objektů. Nejčastěji se o nich teoretizuje jako o kosmických strunách, což jsou lineární struktury s extrémními vlastnostmi. Mohly by ale existovat i v podobě 2D struktur, jako jsou právě zmíněné sférické topologické defekty.

Lieu dospěl k tomu, že by sférické defekty měly tenkou vnitřní vrstvu s kladnou hmotností a stejnou vnější vrstvu, ale se zápornou hmotností. Pokud by někdo měřil hmotnost sférického defektu, vyšla by mu nula. Pokud by se ale nějaká hvězda vyskytovala přímo na defektu, působila by na ní velká gravitační síla směrem k centru sférického defektu.

Autor extravagantní hypotézy rovněž spočítal, že působení sférických defektů na kupy galaxií a galaxie ve svém důsledku vyvolává to, co připisujeme temné hmotě nebo třeba modifikované gravitaci v rámci teorií MOND. Je to bezpochyby velmi heretická záležitost. Jak se v podobných případech správně připomíná, velká věc vyžaduje velké důkazy.

Lieu to vidí podle všeho vcelku realisticky a je mu jasné, že pokud na tom něco je, bude nutné zodpovědět řadu palčivých otázek, počínaje tím, jak by sférické defekty vlastně vznikly. Pokud existují, byly to původně roviny? Nebo třeba lineární struny? Jak v rámci těchto sfér vznikly galaxie a kupy galaxií?

Plus, každý se nakonec zeptá na stejnou věc – jak tohle chcete falzifikovat? Lieu se sympaticky nebere vážně, krčí rameny a s potutelným úsměvem dodává, že při nejhorším z toho bude zábavné matematické cvičení. Je to ostatně první důkaz, tedy matematický, že gravitace může existovat za nulové hmotnosti.

Video: Are Cosmic Strings Cracks in the Universe?

Literatura

Phys.org 7. 6. 2024.

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 531: 1630–1636.