Մութ նյութը ժամանակակից ֆիզիկայի ամենահամառ «ուրվականներից» է: Ենթադրվում է, որ այն կազմում է Տիեզերքի ողջ նյութի մոտ 85%-ը, սակայն այն բացարձակապես չի փոխազդում լույսի հետ և մինչ օրս ուղղակիորեն չի հայտնաբերվել ոչ մի փորձի ժամանակ: Այժմ հնդիկ ֆիզիկոս Նաման Կումարը՝ Հնդկական տեխնոլոգիական ինստիտուտից, առաջարկում է արմատական այլընտրանք. հնարավոր է՝ ոչ մի մութ նյութ էլ չկա, իսկ դրա բոլոր էֆեկտները բացատրվում են նրանով, որ ձգողականությունը (գրավիտացիան) շատ մեծ մասշտաբներում իրեն այնպես չի պահում, ինչպես մենք սովոր ենք կարծել:

Ինչո՞ւ ենք մենք առհասարակ հնարել մութ նյութը

Ամեն ինչ սկսվեց գալակտիկաների պտտման դիտարկումներից: Եզրային աստղերը պտտվում են չափազանց արագ. եթե ձգողականությունը ստեղծվեր միայն տեսանելի նյութի կողմից (աստղեր, գազ, փոշի), ապա արտաքին տիրույթները վաղուց ցրված կլինեին: Նույնը ցույց են տալիս նաև գրավիտացիոն ոսպնյակները. հեռավոր օբյեկտներից եկող լույսն ավելի ուժեղ է բեկվում, քան կարելի է բացատրել տեսանելի զանգվածով: Աստղագետների եզրակացությունը հետևյալն էր. գալակտիկաների շուրջ գոյություն ունեն մութ նյութի հսկայական անտեսանելի հալոներ: Սակայն տասնամյակներ տևած որոնումներից հետո մութ նյութի մասնիկներ (WIMP-եր, աքսիոններ և այլն) այդպես էլ չգտնվեցին՝ ո՛չ ստորգետնյա դետեկտորներում, ո՛չ Մեծ հադրոնային բախիչում (LHC):

Նոր գաղափար. ձգողականությունը «փոփոխվում է» մեծ մասշտաբներում

Նաման Կումարը խնդրին մոտեցել է դաշտի քվանտային տեսության տեսանկյունից: Նա ձգողականության հաստատունի՝ G-ի նկատմամբ կիրառել է այսպես կոչված «ինֆրակարմիր վազքի սխեման» (infrared running scheme): Սովորաբար համարվում է, որ G-ն հաստատուն է բոլոր մասշտաբներում: Սակայն քվանտային տեսության մեջ փոխազդեցության հաստատունները կարող են «վազել» (փոփոխվել)՝ կախված էներգիայից կամ հեռավորությունից: Կումարը դիտարկել է ձգողականության վարքագիծը գալակտիկական և միջգալակտիկական հեռավորությունների վրա:

Արդյունքը. ձգողականության պոտենցիալը դադարում է խստորեն ենթարկվել հակադարձ քառակուսիների օրենքին (1/r2): Փոխարենը, շատ մեծ հեռավորությունների վրա հայտնվում է 1/r ուժով բաղադրիչ, որն ունի շատ ավելի մեծ ազդեցության շառավիղ:

«Ստացվեց համոզիչ տեսական սցենար, որի դեպքում ձգողականության արդյունավետ ուժը փոքր-ինչ փոխվում է գալակտիկական հեռավորությունների վրա», — գրում է Կումարը Phys.org-ի համար նախատեսված հոդվածում:

Նման ձևափոխությունը թույլ է տալիս բացատրել գալակտիկաների պտտման կորերը առանց հավելյալ անտեսանելի զանգվածի ներգրավման:

Համատեղելի՞ է սա վաղ Տիեզերքի դիտարկումների հետ

Կարևոր պահ. ձգողականության ցանկացած փոփոխություն չպետք է հակասի մնացորդային (ռելիկտային) ճառագայթման (CMB) տվյալներին: Կումարը պնդում է, որ իր մոդելում ձգողականության ուղղումներն աճում են դանդաղ: Վաղ Տիեզերքի փուլերում դրանք նվազագույն են և չեն հակասում դիտարկումներին: Իսկ ահա ուշ փուլերում և մեծ մասշտաբներում էֆեկտը դառնում է նկատելի՝ հենց այնտեղ, որտեղ մենք «տեսնում ենք» մութ նյութը:

Կարճ ասած

Ֆիզիկոս Նաման Կումարն առաջարկում է. մութ նյութը կարող է և գոյություն չունենալ: Դրա էֆեկտները կարելի է բացատրել, եթե ձգողականությունը գալակտիկական մասշտաբներում փոխի իր բնույթը՝ քվանտային էֆեկտների հաշվին 1/r2 օրենքից անցնելով ավելի հեռահար 1/r օրենքին: Մոդելը համահունչ է վաղ Տիեզերքի տվյալներին և չի պահանջում նոր մասնիկների գոյություն: Հետազոտությունը հրապարակվել է Physics Letters B ամսագրում: