现在，一项疯狂的新研究表明，引力可以在没有质量的情况下存在，从而方便地消除了对宇宙中最难以捉摸的物质之一：暗物质的研究需求。
没有质量的话重力是什么？牛顿描述其普遍效应的革命性定律和爱因斯坦提出的凹坑时空，我们都认为引力只存在于物质领域。
现在，一项疯狂的新研究表明，引力可以在没有质量的情况下存在，从而方便地消除了对宇宙中最难以捉摸的物质之一：暗物质的研究需求。
暗物质是一种假设的、不可见的物质，被认为占宇宙总体积的 85%。它最初是为了解释高速旋转下聚集在一起的星系而设计的，但尚未被直接观察到，这导致物理学家提出了各种新颖的想法，以避免援引这种难以捉摸的材料来填补当前理论中的漏洞。
亨茨维尔阿拉巴马大学的天体物理学家理查德·刘（Richard Lieu）提出了类似的最新观点，他提出，宇宙可能包含薄薄的、壳状的“拓扑缺陷”层，而不是将星系和其他天体结合在一起的暗物质。在没有任何潜在质量的情况下产生重力。
刘开始尝试寻找爱因斯坦场方程的另一种解，该方程将时空曲率与时空内物质的存在联系起来。
正如爱因斯坦在 1915 年的广义相对论中所描述的那样，时空围绕宇宙中的物质束和辐射流扭曲，具体取决于它们的能量和动量。当然，这种能量与爱因斯坦著名方程中的质量有关： E=mc 2 。
因此，一个物体的质量与其能量相关，从而使时空弯曲——而这种时空弯曲就是爱因斯坦所描述的引力，比牛顿 17 世纪引力近似为两个有质量物体之间的力要复杂得多。 。换句话说，引力似乎与质量有着千丝万缕的联系。
刘断言，事实并非如此。
在他的工作中，刘开始求解爱因斯坦场方程的简化版本，该方程允许在没有任何可检测质量的情况下产生有限的引力。他说，他的努力“是因为我对现状感到沮丧，即尽管整整一个世纪都没有任何直接证据，但暗物质存在的概念。”
刘氏的解决方案由壳形拓扑缺陷组成，这些缺陷可能出现在物质密度非常高的非常紧凑的空间区域中。
这些同心壳组包含一层薄薄的正质量，隐藏在负质量的外层内。两个质量相互抵消，因此两层的总质量恰好为零。但是当一颗恒星位于这个壳上时，它会受到巨大的引力，将其拖向壳的中心。
“我的论文的论点是，至少它所假定的壳是无质量的，”刘说。如果这些有争议的建议有任何意义，“那么就没有必要继续这种看似无休止的对暗物质的探索，”刘补充道。
那么，下一个问题是如何通过观察来证实或反驳刘提出的观点。
“宇宙中环状和壳状星系形成的目击频率不断增加，这为本文提出的源类型提供了证据，”刘在他的论文中写道。尽管他承认他提出的解决方案“极具启发性”，并不能单独质疑暗物质假说。
“这充其量可能是一个有趣的数学练习，”刘总结道。 “但这是第一个[数学]证明重力可以在没有质量的情况下存在。”
该研究已发表在《皇家天文学会月刊》上。