În pragul unei revoluții științifice

Profesorul Erik Verlinde, autorul ”string theory”

O nouă teorie a gravitației ar putea explica mișcarea stelelor în galaxii. Gravitatea emergentă, așa cum se numește noua teorie, prezice exact aceeași abatere a mișcărilor care se explică de obicei prin invocarea materiei întunecate.

Profesorul Erik Verlinde, expert renumit în ”string theory” la Universitatea din Amsterdam și Institutul Delta pentru Fizica Teoretică, a publicat un document al cercetării sale prin care își extinde opiniile inovatoare cu privire la natura gravitației.

În 2010, Erik Verlinde a surprins lumea cu o teorie cu totul nouă despre gravitate. Potrivit lui Verlinde, gravitatea nu este o forță fundamentală a naturii, ci un fenomen emergent. În același mod în care temperatura provine din mișcarea particulelor microscopice, gravitatea rezultă din schimbările de biți fundamentali de informație, stocate chiar în structura spațiului.

Legea lui Newton într-o nouă viziune

În articolul său din 2010 (despre originea gravitației și legile lui Newton), Verlinde a arătat cum celebra lege a lui Newton, care descrie modul în care merele cad din copaci și sateliții rămân pe orbită, poate fi derivată din aceste construcții microscopice. Extinzându-și lucrarea anterioară și munca făcută de alții, Verlinde arată acum cum să înțelegem comportamentul stelelor din galaxii fără a adăuga materia întunecată.

Regiunile exterioare ale galaxiilor se rotesc mult mai repede în jurul centrului decât materia obișnuită, cum ar fi stelele, planetele și gazele interstelare. Alt lucru se presupune că produce forța gravitațională. Materia întunecată pare să domine universul nostru, cuprinzând mai mult de 80% din toate materiile existente. Până în prezent, presupusele particule de materie întunecată nu au fost niciodată observate, în ciuda multor eforturi de a le detecta.

Nu este nevoie de materie întunecată

Potrivit lui Erik Verlinde, nu este nevoie să fie adăugate teoriei particule misterioase de materie întunecată. În lucrarea care a fost publicată pe serverul ArXiv, Verlinde arată cum teoria sa privind gravitația prezice cu exactitate vitezele cu care stelele se rotesc în jurul centrului Căii Lactee, precum și mișcarea stelelor din interiorul altor galaxii.

„Avem dovezi că această nouă viziune asupra gravitației este de acord cu observațiile”, a spus Verlinde. „La scară largă, se pare că gravitația nu se comportă așa cum prezice teoria lui Einstein”.

La prima vedere, teoria lui Verlinde prezintă caracteristici asemănătoare cu teoriile gravitației modificate ca MOND (Dynamics Newtonian modificat, Mordehai Milgrom (1983)). Cu toate acestea, în cazul în care MOND reglează teoria astfel încât să se potrivească cu observațiile, teoria lui Verlinde pornește de la primele principii. „Un punct de plecare complet diferit”, spune Verlinde.

Adaptarea principiului holografic

Unul din ingredientele teoriei lui Verlinde este o adaptare a principiului holografic, introdus de profesorul său Gerard ‘t Hooft (Premiul Nobel 1999, Universitatea din Utrecht) și Leonard Susskind (Universitatea Stanford). Conform principiului holografic, toate informațiile din întregul univers pot fi descrise pe o sferă imaginară gigantică în jurul acestuia. Verlinde arată acum că această idee nu este corectă – o parte a informațiilor din universul nostru sunt conținute în spațiul propriu-zis.

Această informație suplimentară este necesară pentru a descrie acea componentă întunecată a universului: Energia întunecată, despre care se crede că este responsabilă pentru expansiunea accelerată a universului. Investigând efectele acestor informații suplimentare asupra materiei obișnuite, Verlinde ajunge la o concluzie uimitoare. În timp ce gravitatea obișnuită poate fi codificată folosind informațiile despre sfera imaginară din jurul universului, așa cum a arătat în lucrarea sa din 2010, rezultatul informațiilor suplimentare din spațiul cosmic este o forță care se potrivește cu cea atribuită materiei întunecate.

Pe marginea unei revoluții științifice

Gravitatea are nevoie urgentă de noi abordări cum este cea de la Verlinde, deoarece nu se îmbină bine cu fizica cuantică. Ambele teorii, ”bijuterii coroanei fizicii secolului XX”, nu pot fi adevărate în același timp. Problemele apar în condiții extreme: în apropierea găurilor negre sau în timpul Big Bang-ului. Verlinde spune: „Mulți fizicieni teoretici ca mine lucrează la o revizuire a teoriei și s-au făcut unele progrese majore. S-ar putea să fim pe marginea unei noi revoluții științifice care ne va schimba radical opiniile cu privire la însăși natura spațiului, a timpului și a gravitației”.