Vysvětlí temnou hmotu nová teorie gravitace?  
Holandský strunař Erik Verlinde namísto temné hmoty prosazuje působení temné gravitace, které vychází z informace vetknuté do samotného časoprostoru.
Temná hmota anebo něco jiného? Kredit: NASA, ESA, M.J. Jee and H. Ford (Johns Hopkins University).
Temná hmota anebo něco jiného? Kredit: NASA, ESA, M.J. Jee and H. Ford (Johns Hopkins University).

Znáte to. Když nejde hora k Mohamedovi … S temnou hmotou je to podobné. Je jako ta hora. Zkusili jsme už leccos. Nápadité, odvážné i naprosto šílené hypotézy. A nic. Jako by žádné částice temné hmoty vůbec nebyly. Existenci temné hmoty přitom odvozujeme z podivného chování gravitace v galaxiích i jinde. Jako by „něco“ mělo gravitační vliv na hvězdy a hmotu v galaxiích, my to „něco“ ale stále nemůžeme najít. Co když je to ale naopak? Co když jsou špatně naše představy o gravitaci? Někteří fyzici očividně postupují tímto směrem.

 

Erik Verlinde. Kredit: E. Verlinde.
Erik Verlinde. Kredit: E. Verlinde.

Teď s jedním takovým zajímavým nápadem přišel expert na teorii strun Erik Verlinde z Amsterdamské univerzity a Delta institutu teoretické fyziky. Ten v roce 2010 překvapil kompletně novou teorií gravitace. Podle Verlindeho gravitace není jednou ze základních fyzikálních sil, ale jde prý o emergentní (vynořující se) fenomén. Podobně jako se teplota „vynořuje“ z pohybu mikroskopických částic, tak se pro Verlindeho objevuje i gravitace ve změnách základních jednotek informace, která jsou uložená v jemném předivu časoprostoru.

 

Ve své publikaci z roku 2010 Verlinde ukazuje, že z takových změn základních stavebních kamenů informace lze odvodit druhý Newtonův zákon, takzvaný Zákon síly (Jestliže na těleso působí síla, pak se těleso pohybuje se zrychlením, které je přímo úměrné působící síle a nepřímo úměrné hmotnosti tělesa). V roce 2016 Verlinde svou hypotézu propracoval a rozšířil. Podle něho vysvětluje pozorované chování hvězd v galaxiích, aniž by bylo nutné zavádět záhadnou temnou hmotu.

 

University of Amsterdam.
University of Amsterdam.

Verlinde tvrdí, že ve skutečnosti žádnou temnou hmotu nepotřebujeme. Na tohle vědci odkojení Occamovou břitvou samozřejmě rádi slyší. Svými výpočty Verlinde předvádí, že jeho teorie gravitace velmi dobře odpovídá pozorované rychlosti, jakou hvězdy krouží kolem naší domácí supermasivní černé díry, i kolem center jiných galaxií. Verlindeův závěr je pak pochopitelně nekompromisní – ve velkém měřítku se podle něj gravitace prostě nechová tak, jak předpovídá Einsteinova obecná relativita. Verlindeova teorie na první pohled připomíná modifikované teorie gravitace, jako je například MOND (MOdified Newtonian Dynamics). Podle Verlindeho ovšem jeho teorie vychází z úplně jiného počátečního bodu, nežli MOND.

 

Temná hmota v galaxii M33. Kredit: Stefania.deluca / Wikimedia Commons.
Temná hmota v galaxii M33. Kredit: Stefania.deluca / Wikimedia Commons.

Jednou z ingrediencí vylepšené Verlindeovy teorie je i zabudování holografického principu, který mají na svědomí Gerard 't Hooft a Leonard Susskind. Podle původního pojetí holografického principu může být veškerá informace ve vesmíru vnímána jako projekce na pomyslném dvourozměrném povrchu, který obklopuje celý vesmír. Verlinde ve své teorii ovšem podotýká, že to není tak úplně pravda. Podle něj je část informace ve vesmíru vetknutá přímo do samotného prostoru.

 

Taková informace je ve Verlindeově pojetí nutná k popisu další „temné“ komponenty vesmíru, zodpovědné za pozorované zrychlování rozpínání vesmíru, které obvykle říkáme „temná energie“. Verlinde prozkoumal vliv této informace na běžnou hmotu a dospěl k překvapivému závěru. Zatímco běžná gravitace by podle něj měla být součástí holograficky zakódované informace na dvourozměrné ploše, působení informace vnořené do samotného prostoru, čemuž Verlinde říká temná gravitace (dark gravity) prý krásně odpovídá efektu, který připisujeme temné hmotě. Problémem podobných teorií ovšem je, že samotný holografický princip na tom poslední dobou není nijak zvlášť dobře. A pozorování, která by jeho fungování potvrzovala, také nejsou v dohledu.


Hlavním, přímo osudovým úkolem současné fyziky je sjednotit obecnou relativitu a kvantovou mechaniku. Oba tyto koncepty fungují – na svém konci škály vesmíru. Jakmile ale dojde na nepěkné singularity, jako je černá díra nebo Velký třesk, tak jsou obecná relativita i kvantová mechanika v koncích. Verlindeho teorie gravitace představuje jeden z celé řady pokusů, jak tuto nepříznivou situaci zvrátit. Podaří se to právě jemu?

Video: Faculty of Science - Erik Verlinde


Literatura
University of Amsterdam 8. 11. 2016, arXiv:1611.02269, Wikipedia (Modified Newtonian dynamics).

Datum: 10.11.2016
Tisk článku

Meccano model 10 variant -
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 800 Kč
cena: 528 Kč
Meccano model 10 variant

Související články:

Nová míza pro holografický vesmír?     Autor: Stanislav Mihulka (20.12.2013)
Spiknutí temné hmoty ve spirálních i eliptických galaxiích     Autor: Stanislav Mihulka (10.05.2015)
Experiment Holometer vyvrátil teorii kvantového šumu     Autor: Stanislav Mihulka (05.12.2015)
Model SMASH řeší pět klíčových problémů fyziky najednou     Autor: Stanislav Mihulka (30.10.2016)



Diskuze:

Já jako laik (nefyzik) to vidím trochu jinak.

Karel Rabl,2016-11-16 09:02:17

Při pádu (vesmíru) energie do atraktoru, který nevidíme protože před námi i za námi je fronta už existující energie (hmoty) která se zhmotnila díky zastavení času pro energii při rychlosti blížící asi 10 na mínus patnáctou rychlosti světla, kondenzuje z černé hmoty bílá hmota a temná energie je jen důsledek pohybu této (energie)vesmíru.Proč nevidíme začátek ani konec vesmíru a zdá se nám že jsme asi někde ve středu to by muselo být 13,5 před námi i za námi?Prostě proto že jsme ve středu dynamického pohybu kdy kondenzující kapky se pohybují stejnou rychlostí a se vzdáleností se zdánlivě vůči našim kapkám (hvězdám, galaxiím) pohybují stále rychleji podobně jak je to u vodopádu zdánlivě stojící kapce v naší blízkosti vůči hraně vodopádu.Takže viditelný vesmír je vzdálen 13,5 miliard let a za ním je pokračování až do rychlosti(rozpínání) téměř světla.Rádiové rozhraní je interference neboli pozůstatek třesku vyvolaný podobně jako u zvuku při překonání určité rychlosti hmoty.Tento laický jednoduchý pohled jenž jsem zde prezentoval již před mnoha lety předkládám k posouzení odborné veřejnosti.

Odpovědět


Re: Já jako laik (nefyzik) to vidím trochu jinak.

Richard Palkovac,2016-11-16 15:51:35

Rychlost svetla nie je obmedzujuci faktor pri rozpinani vesmiru (aj ked si to mnohi myslia, lebo aplikuju automaticky specialnu teoriu relativity). Takze dva krajne body nasho vesmiru sa mozu od seba vzdalovat aj dvojnasobnou rychlostou svetla aj viac, nie je to nijako obmedzene. Rychlost svetla ako maximalna mozna rychlost interakcie plati len kym neuvazujeme o rozpinani priestoru ako takeho. Takze toto obmedzenie rychlosti plati napriklad v nasej galaxii a aj v nasej kope galaxii.

Odpovědět

xkcd predpovedelo tenhle clanek

Jan Simacek,2016-11-16 07:54:24

:-D http://xkcd.com/1758/

Odpovědět

Verlinde a gravitace

Pavel Riedl,2016-11-13 10:21:31

Petr Kulhánek měl na toto téma pěknou přednášku: https://www.youtube.com/watch?v=pf64oXXCmBY
Jinak hodně je toho k nalezení, pokud hledáte 'verlinde gravitation doesn't exist'

Odpovědět

Ziarenie

Peter Somatz,2016-11-12 12:51:40

Neviem ci tomu dobre rozumiem, ale zda sa mi, ze fyzika povazuje za zdroje gravitacneho posobenia (resp. zdroje pokrivenia casopriestoru) - 1-beznu hmotu 4%, 2-temnu hmotu 23% a 3-temnu energiu 73%, ktora posobi odpudivo.

A co napr. normalne elektromagneticke ziarenie? To ked opusti elektronovy obal a putuje vesmirom, nema to tiez charakter zdroja gravitacie? Aktivneho ziarenia/fotonov v medzihviezdnom priestore musi byt obrovske mnozstvo.

Dalsia vec - gravitacne vlny. Ked sa zrazia 2 cierne diery, resp. neutr. hviezdy, vyziari sa niekolko hmotnosti nasich slnk vo forme gravitacnych vln. Neovplyvnuju aj ony svoje okolie cisto gravitacne? (okrem meratelnej zmeny dlzok)

Odpovědět


Re: Ziarenie

Richard Palkovac,2016-11-12 14:32:17

Elmag. ziarenie , teda fotony, kym nie su pohltene nejakou casticou, su iba virtualne, nikto nevie kde sa nachadzaju. Takze uvazovat o ich gravitacnom posobeni sa da tazko.

Tomu co tvrdim, ale mierne protireci to, za co bola udelena Nobelova cena za fyziku v roklu 2012, za objavenie takej metódy zistenia existencie fotónu pomocou Rydbergových atómov a Ramseyovho interferometra, pri ktorej sa tento fotón nezničí. To by mohlo naznacovat, ze aj nepohlteny foton nie je iba virtualny, ale je realny. Ja sa ale napriek tomu stale priklanam k jeho virtualnej podstate.

http://riki1.eu/ako_sa_svetlo.htm

Temnu energiu netreba povazovat za nejaky "zazrak" , je to jednoducho energia uvolnena zo singularity napriklad pri Velkom tresku, ktorej mala cast sa premenila na normalnu hmotu a ziarenie a vacsina zostala ako energia vybuchu a teda rozpina vesmir. Jej hypoteticke pribudanie (zrychlene rozpinania vesmiru) vysvetlujem vo svojom linku uvedenom v mojom predchadzajucom prispevku.

Odpovědět

A co zrazky galaxii?

Radoslav Porizek,2016-11-12 02:50:41

Ako to,ze si Verlinde muysli, ze jeho teoria vraj vysvetluje temnu hmotu - to nestaci.

Musel by dokazat predpovedat netrivialne pozorovania, ktore by sa nasledne overili - ako to spravil Eistein s pzorovanim zatmenia Slnka.

Najsilnejsim argumentom pre tmavu hotu je zrazka galaxii, kde tazisko ich tazisko lezi ocividne mimo taziska svietiacej hmoty. Zaujimalo by ma, ci vede svojou teoriou vysvetlit aj toto.

Odpovědět

súhlasím

Maroš Štulajter,2016-11-11 11:44:36

s ním sám som toho dojmu, že je to účinok gravitácie. gravitácia zabezpečuje aj rozpínanie vesmíru, to by mohlo vysvetľovať temnú hmotu. asi chápanie gravitácie len ako príťažlivej sily nestačí.

Odpovědět


Re: súhlasím

Richard Palkovac,2016-11-11 15:10:40

Rozpinanie vesmiru sposobuje energia velkeho tresku. Zrychlene rozpinanie (ak existuje) je uz zahadnejsie, ale mam vysvetlenie aj na to :

http://riki1.eu/temna_tmava_energia_hmota.htm

*

Odpovědět


Pojmy popisující jen jevy nikoli podstatu

N. K.,2016-11-11 23:26:15

"Gravitace" zrovna tak jako "částice" jsou jen další z mnoha nadbytečných pojmů, které nic nevysvětlují. Ale chápu - tyhle věci vynášej někomu víc (na předražených monopolních "strojích pravdy" a interpretací z takových "koliderů") než daleko jednodušší pochopení vo co gou nezatížené teoriemi a ujetou matematizací.

Odpovědět

Jsem laik,

Pop Ulides,2016-11-11 11:10:35

ale připadá mi to jako z louže pod okap.
Prostě temnou energii, o které nic nevíme, nahradil temnou gravitací, která je na tom zrovna tak.

Odpovědět


Re: Jsem laik,

Jakub Beneš,2016-11-11 13:40:09

ale vylouci temnou hmotu. takze je to jisty pokrok :)

Odpovědět


Re: Re: Jsem laik,

Milan Krnic,2016-11-12 11:02:54

řekl bych velký, zavánějící rouháním :)
Sláva.

Odpovědět

Temná hmota -nové pojetí.

Vlastislav Výprachtický,2016-11-11 09:46:09

Jeví se tato p. Verlindeho teorie jako překombinovaná, zejména pak holografické pojetí. Vyčkejme na další výzkum v oblasti kvarků. Gravitaci a temnou hmotu bych neslučoval, je to zatím spekulace.

Odpovědět

Holograficky princip.

Richard Palkovac,2016-11-10 17:50:12

Nie som fandom holografickeho principu , ale napriek tomu si myslim, ze vysvetlenie gravitacie panom Verlinde je genialne aj ked absolutne spekulativne. Na dovolenke niekde v zahranici stratil pas a tak 2 tyzdne nemohol ist domov, tak sa nudil a vymyslel svoju teoriu gravitacie.

Na druhej strane uvahy o inych dimenziach su tiez spekulacie.

Napriek tomu taketo vysvetlenia temnej hmoty su podla mna pravdepodobnejsie ako pomocou nejakych neznamych castic nasho vesmiru.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace