Genel görelilik teorisine göre, bir galaksinin kütle çekimi tarafından bir arada tutulabilmesi için belirli bir kütleye sahip olması gerekir. Ancak bilim insanları, evrendeki birçok galakside yeterli miktarda görünür kütlenin olmadığını gözlemlemiş ve bu durum “karanlık madde” kavramının ortaya çıkmasına yol açmıştır. Bilim insanları, galaksilerin ışıkla etkileşime girmeyen bir madde biçiminde görünmez bir kütleye sahip olduğuna ve galaksileri bir arada tutan çekim kuvvetinin bu görünmez kütle sayesinde olduğuna inanıyorlardı.
Karanlık madde teorisi asılsız olabilir!
Bu açıklama, onlarca yıldır varsayımsal olarak kabul edilen karanlık maddenin varlığını destekliyordu. Ancak Alabama Üniversitesi’nden Profesör Richard Lieu’nun yeni bir çalışması, kütle olmadan kütle çekiminin var olabileceğini ve dolayısıyla karanlık madde açıklamasına gerek kalmayabileceğini öne sürüyor. Lieu’ya göre bazı galaksileri veya kümeleri bir arada tutmak için gereken yerçekimi, “kabuk benzeri topolojik kusurlar”dan kaynaklanıyor olabilir.
Topolojik kusurlar, uzayda yüksek madde yoğunluğuna sahip benzersiz kompakt yapılar olarak tanımlanıyor. Bu kusurların erken evrende, maddenin büyük bir fiziksel değişim geçirdiği “faz geçişi” sırasında ortaya çıktığı düşünülüyor. Bu kusurlar, kozmik sicimler adı verilen uzun, doğrusal oluşumlar veya düz, kabuk benzeri şekiller olarak görünebilir. Lieu’nun teorisine göre, bu kabuklar, pozitif kütlenin ince bir iç tabakasından ve negatif kütlenin ince bir dış tabakasından oluşur; her iki tabakanın toplam kütlesi sıfırdır. Ancak bir yıldız bu kabuğun üzerine oturduğunda, onu kabuğun merkezine doğru çeken büyük bir kütle çekimi kuvveti deneyimler. Bu durum, kütlesi olmayan fotonların bile büyük astronomik varlıklar nedeniyle yerçekimi yaşamasına benziyor.
Bugüne kadar, bir galaksi veya galaksi kümesi durumunda kütleçekimsel bükülme gözlemlendiğinde ve görünür bir kütle olmadığında, bilim insanları bükülmeyi karanlık madde olarak adlandırılan görünmez maddenin oluşturduğunu varsayıyordu. Ancak Lieu’ya göre, kütlesi görünmeyen galaksiler ve kümeler, bir dizi kabuk benzeri topolojik kusurdan oluşuyor olabilir. Işık her bir kabuktan geçerken, bu yapıların merkezine doğru hafifçe içeri çekiliyor. Işık birden fazla kabuktan geçtiğinde, birleşik etki, büyük miktarda karanlık maddenin etkisine benzeyen, tıpkı yörüngedeki yıldızların hızının karanlık maddeden etkilendiği gibi fark edilir bir bükülmeye neden olur.
Özetle, yeni çalışma, karanlık maddenin olmadığını ve kütleçekimsel bükülmenin tamamen topolojik kusurların sonucu olduğunu iddia ediyor. Ancak Lieu, evrendeki faz geçişinin hangi kesin biçiminin bu tür topolojik kusurlara yol açabileceğinin henüz belirsiz olduğunu ve mevcut teorinin karanlık madde hipotezini tek başına çürütemeyeceğini kabul ediyor. Yine de çalışmanın, kütle olmadan kütleçekiminin var olabileceğinin ilk kanıtı olduğunu vurguluyor.