A sötét anyag alternatíváját kereső kutatók számára nem hozott jó híreket a két neutroncsillag ütközésének nemrégiben történt megfigyelése.

A kurrens kozmológiai modellek abban egyetértenek, hogy az univerzumban valaminek léteznie kell azon az anyagon kívül, amely az elektromágneses tartományban vizsgálható. Erre az egyik megoldást a sötét anyag kínálja, amely számos rejtélyre magyarázatot kínál a világegyetem működésével és szerkezetével kapcsolatban. A teoretikus sötét anyag részecskéi nagy tömegűek és csak gravitációs kölcsönhatásokban vesznek részt.

Létezésüket először a galaxisok tömegeloszlása és forgási sebesség kapcsán vetették fel a szakértők, úgy tűnt ugyanis, hogy ha ezek a csillagrendszerek csak a látható anyagból állnának, a gravitáció nem tudná összetartani ezeket. Ezen kívül a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás is bír olyan jellemzőkkel, amelyeket jelenleg csak a sötét anyag elmélete tud megmagyarázni.

A sötét anyag azonban nem az egyetlen létező magyarázat a rejtélyekre. Elképzelhető például az is, hogy a gravitáció nem mindig működik egyformán, például nagyobb távolságokban másként viselkedik, mint kisebbek esetén. A MOND (Modified Newtonian Dynamics, módosított newtoni dinamika) elméletei úgy jöttek létre, hogy a szakértők megpróbálták a megfigyelési adatoknak megfelelően módosítani a gravitáció elméletét.

A téridő szerkezete komoly reményt adott ezen elméletek számára, hiszen nagy tömegek körül görbül az univerzum szövete, így lehetségesnek tűnt, hogy a gravitáció sem feltétlenül egységes működésű. A minket most érdeklő MOND-elméletek lényege szerint az univerzumban kétfajta módon fonódik össze az anyag és a téridő.

Leegyszerűsítve arról van szó, hogy olyan, mintha a fény és a normál anyag egy nagyjából sík téridőben mozogna, a gravitáció pedig számos helyen meggyűrődött téridőben működne. Ez megmagyarázná a galaxisok szerkezetét, és egy csomó mást is, ugyanakkor következményei is vannak. Ha például egy forrás gravitációs hullámokat és fényt is kibocsátana, a kétfajta hullám nagyon más utat tenne meg a megfigyelőig. Így nem is érkezhetnének meg egyszerre a célba.

Ilyen események pedig igen gyakran megtörténnek a világegyetemben, csak a legutóbbi időkig nem tudtuk ezeket észlelni. A nemrégiben megfigyelt kettős neutroncsillagnál viszont pontosan ezt sikerült megvalósítani: az ütközést mind a gravitációshullám-detektorokkal, mind az elektromágneses hullámokra érzékeny távcsövekkel sikerült észlelni.

Ahogy arról beszámoltunk, először a három gravitációs detektor jelezte az eseményt, majd a Fermi-űrtávcső kapta el az összeolvadást kísérő gammakitörést. A következő órákban és napokban pedig sok-sok más teleszkóp is lencsevégre kapta a kidobódott, hűlő anyag sugárzását.

A Földre megérkező fény- és a gravitációs hullámok is nagyjából egyenesen, de nem feltétlenül egyforma úton haladnak, hiszen meg kell kerülniük az útjukba eső galaxisok gravitációs kútjait. Ennek eredménye meg is látszott az észleléseken: az első fényjel és az első gravitációs jel beérkezése között 1,7 másodperc különbség volt.

Azt hihetnénk, hogy ez jó hír a MOND-elméletek hívei számára, de valójában nem az. Ha ugyanis a gravitációs és a fényhullámok gyökeresen máshogy, gyakorlatilag másfajta téridőben terjednének, az eltérésnek sokkal-sokkal nagyobbnak kellene lennie: a becslések szerint nagyjából három évnek. A mért különbség annyival rövidebb volt a MOND-elméletek által előre jelzetthez képest, hogy az érintett kutatók nem is nagyon kezdtek neki számolgatni, hol lehet a hiba.

A neutroncsillagok összeolvadása kapcsán végzett megfigyelések alapján ezek a teóriák egyszerűen nem lehetnek helyesek. (Ez az észlelés ugyanakkor egyelőre nem cáfolja az összes MOND-elméletet.) Az adatok ehelyett éppen azt támasztották alá, hogy a fotonok és a gravitáció feltételezett részecskéi, a gravitonok közel egyforma úton, és egyforma sebességgel érkeztek meg, és azonos módon tapasztalták meg a menet közben érintett gravitációs mezőket is.

Ami pedig azt jelenti, hogy Einstein ezzel kapcsolatos állításai a jelek szerint továbbra is helytállóak.

Forrás: ipon.hu / arxiv.org / forbes.com