アインシュタインの挑戦 – 新しい研究は、暗黒物質が非局所的な方法で重力と相互作用することを示唆しています

SISSA による最近の研究では、銀河暗黒物質と重力の間の非局所的相互作用の新しいモデルが提案されています。

アイザック ニュートンは、重力の理論を空間を通して瞬間的に作用する力として説明しました。惑星は、他の天体の影響を、それらの間の距離に関係なく即座に感知します。 この側面は、アインシュタインに、重力が時空の局所的な歪みとなるという有名な一般相対性理論を作成するきっかけを与えました。

局所性の原理は、物体は周囲から直接影響を受けるだけであると述べています。遠く離れた物体は瞬時に通信することはできず、今ここにあるものだけが重要です。 しかし、前世紀、量子力学の誕生と発展により、物理学者は非局所現象が存在するだけでなく、現実の性質を理解するための基礎であることを発見しました。

さて、SISSA – Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati による新しい研究が、最近、 の 天体物理ジャーナル彼は、宇宙の最も謎に満ちた構成要素の 1 つである暗黒物質が、非局所的な方法で重力と相互作用していると指摘しています。 著者らによると、Ph.D. 学生のフランチェスコ・ベネッティ氏とジョバンニ・ガンドルフィ氏、そして指導教員のアンドレア・ラベ氏らは、今回の発見により、まだ説明されていない暗黒物質の性質について新たな視点が得られる可能性がある。

暗黒物質は自然の基本的な構成要素です。暗黒物質は、今日私たちが宇宙で観察している構造の創造に関与しており、銀河内の発光物質を取り囲んで、私たちが空に見る星の動きに貢献しています。 しかし、暗黒物質の性質、特に小さな銀河における暗黒物質と重力の相互作用は依然として謎のままです。

「ここ数十年、科学界はこれらの神秘的な現象を理解するために多大な努力を払ってきましたが、多くの疑問は未解決のままです。暗黒物質の性質と重力との相互作用を調査するには、新しいアプローチが必要になる可能性があります。SISSAによる新しい研究は、細心の注意を払って行われています。」この経路を探索しました 興味深いです。

この研究は、銀河の暗黒物質と重力の間の非局所的相互作用の新しいモデルを提案している。「あたかも宇宙のすべての物質が銀河の暗黒物質にどのように動くかを指示しているようだ」と著者らは言う。

この非局所領域をモデル化するために、分数微積分が使用されました。これは、17 世紀に初めて開発され、最近では物理学のさまざまな分野で応用が見出されている数学的ツールです。 天体物理学におけるこの微積分の威力は、これまでにテストされたことがありません。

「私たちは、フラクタル微積分が暗黒物質の神秘的な性質と重力との相互作用を理解する鍵になるのではないかと考えました。そして驚くべきことに、さまざまなタイプの数千の銀河に関する実験結果により、新しいモデルは標準的なモデルよりも星の動きをより正確に記述していることが示されました」理論」と著者は説明します。

この非空間は、限られた系内での暗黒物質粒子の集合的な挙動として現れるようであり、小規模銀河では特に重要であることが証明されている。 この現象を包括的に理解することで、暗黒物質の真実に近づくことができます。

「しかし、まだ答えなければならない疑問がたくさんあります」と著者らは強調する。 「非局所性は正確にどのように現れるのでしょうか? そして、銀河団などのより大きな構造内、あるいは遠くの天体を観察できるようにする重力レンズ現象にはどのような影響があるのでしょうか?

さらに、この新しいメカニズムを考慮すると、宇宙論の標準模型を再検討する必要があるでしょう。

宇宙に関する他の未解決の問題が、新たに提案された非局所性によって解決できることがわかっても、私たちは驚かないでしょう。

暗黒物質の性質の理解の進歩は、私たちの宇宙についてのより良い知識に向けた重要な一歩を表しています。 現在進行中の研究は新しい視点を提供し続け、私たちを取り巻く現象の包括的な理解に近づけます。

参考文献:「分数重力における暗黒物質。I. 銀河規模の天体物理学実験」フランチェスコ・ベネッティ、アンドレア・ラブピ、ジョヴァンニ・ガンドルフィ、パオロ・サルッチ、ルイージ・ダネーゼ著、2023 年 5 月 31 日、ここから入手可能。 天体物理ジャーナル。
土井: 10.3847/1538-4357/acc8ca