Nova teorijska razrada pristupa nazvanog Alena Tensor predlaže drukčiji pogled na jedan od najvećih problema moderne fizike: gravitacijske učinke koji se danas pripisuju tamnoj tvari možda nije nužno objašnjavati nevidljivim česticama. U radu objavljenom u časopisu Physica Scripta autor tvrdi da isti matematički okvir može obuhvatiti gibanje galaksija, tamnu energiju, gravitacijske valove pa čak i neke kvantne pojave koje podsjećaju na ponašanje elementarnih čestica.
Jedan okvir za vrlo različite fizičke opise
U središtu cijelog prijedloga nalazi se ambiciozna ideja: može li se isti fizički sustav dosljedno opisivati kroz zakrivljeni prostorvrijeme, ravni prostor, klasičnu mehaniku i kvantnu teoriju unutar jedne matematičke metode. Upravo to pokušava Alena Tensor, relativno nov pristup koji autor sada širi daleko izvan ranijih, pojednostavljenih modela tvari.
Nova verzija više ne polazi samo od idealizirane “prašine”, odnosno pojednostavljenog prikaza tvari bez unutarnje strukture, nego uključuje realnije sustave. To znači da u račun ulaze rotacija, unutarnji tlakovi, tokovi energije i međudjelovanja kroz poznate temeljne sile.
To nije mala dorada modela. Galaksije nisu mirne nakupine mase, nego dinamični sustavi u kojima kruženje tvari, prijenos kutnog momenta i unutarnja naprezanja oblikuju ukupno gibanje. Autor tvrdi da upravo uključivanje tih učinaka u jednadžbe stvara dodatne gravitacijske doprinose nalik onima koji se u standardnom tumačenju pripisuju haloima tamne tvari.
Galaksije bez haloa?
Najizravnija i ujedno najprovokativnija posljedica toga tiče se rotacije galaksija. U standardnoj slici kozmologije zvijezde na vanjskim dijelovima galaksija gibaju se prebrzo da bi to bilo moguće objasniti samo vidljivom tvari. Zato se pretpostavlja da su galaksije uronjene u goleme haloe tamne tvari.
Alena Tensor nudi drugo objašnjenje. Prema toj ideji, važan nije samo iznos mase nego i način na koji se kroz rotirajući sustav prenose energija i kutni moment. U galaktičkom disku taj prijenos nije sporedan detalj, nego dio ukupnog gravitacijskog opisa. Što je rotacija uređenija i izraženija, to je i taj doprinos jači.
Autor navodi da je pristup u preliminarnom obliku usporedio s više od stotinu galaksija te da je u oko 80 posto slučajeva davao rezultate bolje ili barem usporedive s modelom MOND, jednim od najpoznatijih pokušaja da se problem tamne tvari objasni bez novih čestica.
To, međutim, nije ni približno konačna potvrda. Krivulje rotacije galaksija samo su prvi filter. Svaka ozbiljna alternativa morala bi izdržati i mnogo teže provjere, od gravitacijskog lećenja do dinamike skupova galaksija i nastanka velikih struktura u svemiru. Upravo zato je možda najzanimljivije to što model navodno predviđa i poseban potpis u gravitacijskom lećenju koji bi ovisio o nagibu galaksije. Takvo bi opažačko obilježje moglo poslužiti kao jasna razdjelnica između ovog pristupa i klasičnih halo-modela.
Tamna energija više nije “zakrpa”
Rad ne staje na tamnoj tvari. U njemu se pokušava drukčije protumačiti i tamna energija, odnosno pojava koja se danas povezuje s ubrzanim širenjem svemira.
U uobičajenoj slici kozmološka konstanta često se doživljava kao dodatni član umetnut u Einsteinove jednadžbe zato što opažanja to traže. Ovdje se predlaže drukčiji put: tamna energija ne ulazi izvana kao korekcija, nego proizlazi iz samih jednadžbi polja kao njihov invarijant.
Ako bi se takvo tumačenje pokazalo održivim, tamna energija više ne bi izgledala kao matematički dodatak uveden da bi račun funkcionirao, nego kao ugrađeno svojstvo strukture polja. No i tu autor ostavlja otvorena pitanja. Nije pokazano da okvir već sada može objasniti puni opaženi razvoj kozmičkog širenja ni sve kozmološke perturbacije. Tvrdnja je skromnija: model nudi novo geometrijsko i dinamičko čitanje problema koje vrijedi ozbiljno ispitati.
Od vrtnje galaksija do kvantnih vrtloga
Možda i najneobičniji dio rada jest pokušaj da se isti matematički aparat primijeni i na kvantnu razinu. Prema autorima, jednadžbe koje u jednoj verziji opisuju galaktičke sustave u drugoj se mogu upotrijebiti za kvantne vrtloge, uključujući vezu između spina i vrtložnosti.
U tom okviru masa može nastati spontano, kao rezultat ravnoteže između fazne strukture sustava i sprege spina i vrtložnosti. Autori pritom tvrde da model daje analogije s jednadžbama poznatima iz Yukawina i Higgsova mehanizma te reproducira već poznati Mashhoonov učinak, koji povezuje rotaciju s mjerljivim kvantnim pojavama.
To još ne znači da je dobiven potpuni opis elementarnih čestica. Ali otvara mogućnost da bi stabilni kvantni vrtlozi, kakve dopušta ovaj okvir, mogli poslužiti kao model za barem neke strukturne značajke čestične fizike.
Obećavajuć alat, ali tek na početku
Najveća vrijednost ovakvog rada zasad nije u tome što bi riješio tamnu tvar, tamnu energiju i kvantnu fiziku jednim potezom. Vrijednost je u tome što nudi skup jednadžbi koje se mogu testirati, pobijati i uspoređivati s opažanjima.
Znanost ne napreduje velikim tvrdnjama nego time što modeli prežive tuđu provjeru. Alena Tensor je, prema svemu što je zasad pokazano, zanimljiv istraživački alat koji povezuje opću relativnost, mehaniku kontinuuma i kvantni opis unutar jedne matematičke sheme. Za smjer istraživanja star tek nekoliko godina to nije malen doseg.
No prava provjera tek slijedi. Može li model objasniti gravitacijske leće u skupovima galaksija, razvoj kozmičke strukture i složenije kvantne sustave? Mogu li neovisni istraživači reproducirati rezultate i proširiti ih? Dok se to ne dogodi, skepsa ostaje nužna.
Ipak, sama premisa dovoljno je jaka da privuče pažnju. Desetljećima se fizičari trude objasniti vidljive anomalije pozivanjem na nevidljivu tvar. Ovaj rad sugerira drukčiju mogućnost: možda dio onoga što nazivamo tamnim sektorom nije skrivena materija, nego nedovoljno shvaćena veza između tvari, gibanja i prostorvremena.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
