Η μάζα των βαρυτονίων θα μπορούσε να εξηγήσει την σκοτεινή ενέργεια;

Posted on 26/01/2020

0


Η Claudia de Rham, θεωρητική φυσικός στο Imperial College, διατύπωσε μια θεωρία που θα μπορούσε να εξηγήσει την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος

Το σύμπαν όχι μόνο διαστέλλεται, αλλά διαστέλλεται επιταχυνόμενα. Ενώ η διαστολή του σύμπαντος αποδίδεται στην Μεγάλη Έκρηξη που έγινε πριν από 14 δισεκατομμύρια χρόνια, ο επιταχυνόμενος ρυθμός διαστολής του είναι δύσκολο να εξηγηθεί.
Έτσι, οι φυσικοί ονόμασαν σκοτεινή ενέργεια την άγνωστη αιτία που προκαλεί την επιταχυνόμενη διαστολή του σύμπαντος. Κι ενώ δεν έχουμε ιδέα για το τι είναι η σκοτεινή ενέργεια, πρέπει ταυτόχρονα να δεχτούμε ότι αυτή αντιπροσωπεύει και το 70% των συστατικών του σύμπαντος! «Είναι σαν να έχουμε έναν τεράστιο ελέφαντα μέσα στο δωμάτιό μας», λέει Claudia de Rham,«κι αυτό είναι πολύ απογοητευτικό».

Η De Rham προσπαθεί να εξηγήσει την φύση της σκοτεινής ενέργειας, τροποποιώντας την Γενική Θεωρία της Σχετικότητας του Αϊνστάιν, θεωρώντας ότι οι φορείς της βαρυτικής αλληλεπίδρασης, τα σωματίδια που ονομάζονται βαρυτόνια, έχουν μάζα.

Αν τα βαρυτόνια έχουν έστω και ελάχιστη μάζα τότε η βαρύτητα δεν έχει άπειρη εμβέλεια, κι αυτό αναμένεται να έχει σημαντικό αντίκτυπο στις δομές μεγάλης κλίμακας στο σύμπαν μας. Θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί η διαστολή του σύμπαντος είναι επιταχυνόμενη. Σύμφωνα με την De Rham δεν χρειάζεται η έννοια της σκοτεινής ενέργειας δεδομένου ότι η ίδια η βαρύτητα θα μπορούσε να εκπληρώσει τον ρόλο της. Όμως οι προηγούμενες εκδοχές της θεωρίας αυτής προέβλεπαν την στιγμιαία διάσπαση κάθε σωματιδίου στο σύμπαν – ένα απαράδεκτο χαρακτηριστικό που οι μαθηματικοί αναφέρουν ως «φάντασμα».
Το πρόβλημα αυτό εξέταζαν το 2011 οι Claudia de Rham, Gregory Gabadadze και Andrew J. Tolley στην δημοσίευσή τους με τίτλο «Resummation of Massive Gravity», αλλά δεν έπεισαν την πλειοψηφία της επιστημονικής κοινότητας.

Όμως είναι γεγονός πως δημιούργησαν ένα πιο εξελιγμένο μαθηματικό μοντέλο για την νέα θεωρία πέραν της βαρύτητας του Αϊνστάιν, αποφεύγοντας τα προβλήματα των προηγούμενων εκδοχών. Τελευταία η θεωρία τους άρχισε να κερδίζει έδαφος και μια αναγνώριση ήταν το βραβείο Blavatnik των 100.000 δολλαρίων που απονεμήθηκε στην Claudia de Rham.
Οι τελευταίες εργασίες της De Rham καλύπτουν κι άλλες πτυχές της βαρύτητας. Ενδιαφέρεται για την ταχύτητα διάδοσης της βαρυτικής αλληλεπίδρασης, η οποία χωρίς να έχει μετρηθεί ποτέ θεωρείται ίση με την ταχύτητα του φωτός. Σύμφωνα με την De Rham σε ορισμένες περιπτώσεις η βαρύτητα θα μπορούσε να διαδίδεται ταχύτερα από το φως. Διερευνά επίσης, αν η βαρύτητα, διαδίδεται με διαφορετική ταχύτητα μέσα από ορισμένα υλικά, όπως γίνεται με το φως στα διαφανή υλικά. Αν συμβαίνει κάτι τέτοιο θα υπάρχουν βαρυτικά ουράνια τόξα τα οποία θα μπορούσαν να ανιχνευθούν από τα τηλεσκόπια βαρυτικών κυμάτων.

Claudia de Rham: «Nature of the Graviton»

πηγή: https://www.theguardian.com/science/2020/jan/25/has-physicists-gravity-theory-solved-impossible-dark-energy-riddle