Πώς η κβαντική αδράνεια απαλλάσσεται από τη σκοτεινή ύλη
Είναι γνωστό ότι οι γαλαξίες περιστρέφονται τόσο γρήγορα που οι φυγόκεντρες δυνάμεις θα έπρεπε εδώ και πολύ καιρό να έχουν νικήσει τη βαρυτική αυτοέλκυση όλης της ορατής μάζας που βλέπουμε και να τους έχουν σχίσει, αλλά οι γαλαξίες κάθονται εκεί προφανώς και δεν έχουν σχιστεί. Αυτή η ανωμαλία εμφανίστηκε για πρώτη φορά σε σμήνη γαλαξιών από τον Fritz Zwicky το 1933 και στο Milky Way από τους Rubin και Ford τη δεκαετία του 1970. Οι περισσότεροι αστροφυσικοί έχουν υποθέσει ότι αυτό που κρατά τους γαλαξίες ενωμένους είναι η βαρύτητα από τα τεράστια αόρατα σύννεφα της λεγόμενης σκοτεινής ύλης και αναζητούν τη σκοτεινή ύλη για πολλές δεκαετίες χωρίς επιτυχία.
Ωστόσο, υπάρχουν τώρα καλές ενδείξεις ότι η σκοτεινή ύλη δεν υπάρχει καθόλου. Για παράδειγμα, οι αλλαγές στην ταχύτητα περιστροφής καθώς βγαίνετε από το γαλαξιακό κέντρο συνδέονται πάντα με αλλαγές στην ποσότητα της ορατής ύλης σε αυτήν την ακτίνα, και τίποτα άλλο, που δείχνει ότι η δυναμική δεν ελέγχεται από καμία αόρατη ύλη. Υπάρχει επίσης μια φιλοσοφική αντίρρηση:τα αυθαίρετα μοντέλα όπως η σκοτεινή ύλη είναι ύπουλα επειδή μπορούν να θεωρηθούν σωστά για λάθος λόγους και η σκοτεινή ύλη πρέπει να ρυθμιστεί αυθαίρετα για κάθε γαλαξία ξεχωριστά, επομένως δεν είναι προγνωστικά.
Σε μια εργασία που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Astrophysics and Space Science (McCulloch, 2017), αποδείχθηκε ότι η ταχύτητα περιστροφής στην άκρη των γαλαξιών μπορεί να προβλεφθεί από μια θεωρία που ονομάζεται κβαντική αδράνεια που δεν έχει καθόλου αυθαιρεσίες. Προβλέπει σωστά την περιστροφή των 153 γαλαξιών σε ένα γνωστό σύνολο δεδομένων μόνο από την ορατή μάζα, την ταχύτητα του φωτός και την κοσμική διάμετρο και συνδυάζει τη σχετικότητα και την κβαντική μηχανική, δύο θεωρίες που θεωρούνται ασύμβατες, με έναν όμορφο νέο τρόπο. /P> 
Η κβαντισμένη αδράνεια λειτουργεί απλά ως εξής (δείτε το σχηματικό). Φανταστείτε ότι επιταχύνετε ένα αντικείμενο (τον μαύρο κύκλο) προς τα αριστερά (το μωβ βέλος). Στη συνέχεια, η σχετικότητα λέει ότι οι πληροφορίες από κάποια απόσταση προς τα δεξιά του αντικειμένου δεν θα τις φτάσουν ποτέ, έτσι από την άποψη του αντικειμένου ο χωροχρόνος τελειώνει εκεί (δείτε τη μαύρη περιοχή) και σχηματίζεται ένας ορίζοντας Rindler σε αυτό το άκρο, όπως της μαύρης τρύπας ορίζοντας γεγονότων.
Τώρα ο ίδιος συνδυασμός της σχετικότητας και της κβαντικής μηχανικής που μας έδωσε ακτινοβολία Hawking, προβλέπει επίσης ότι αυτός ο ορίζοντας θα χωρίσει ζεύγη εικονικών σωματιδίων και θα εκπέμψει ακτινοβολία. Επομένως, το επιταχυνόμενο αντικείμενο θα δει ένα ζεστό λουτρό της λεγόμενης ακτινοβολίας Unruh (η πορτοκαλί περιοχή). Η νέα συμβολή της κβαντισμένης αδράνειας είναι ότι ο ορίζοντας «αποσβένει» την ακτινοβολία Unruh στην πλευρά του αντικειμένου (βλ. την μπλε περιοχή). Μια αναλογία είναι ένα πλοίο ελλιμενισμένο δίπλα σε έναν τοίχο του λιμανιού. Τα κύματα θα βρέχονται μεταξύ του πλοίου και του τείχους του λιμανιού (μόνο λίγα μήκη κύματος χωρούν) αλλά τα κύματα δεν θα βρέχονται από την πλευρά της θάλασσας, επομένως θα υπάρχουν περισσότερα κύματα που θα σπρώχνουν το πλοίο από την πλευρά της θάλασσας, παράγοντας μια καθαρή δύναμη προς το τείχος. Ομοίως, για το αντικείμενό μας υπάρχει περισσότερη ακτινοβολία Unruh στα αριστερά του, επομένως το καθαρό φαινόμενο είναι μια δύναμη προς τα δεξιά που αντιτίθεται στην επιτάχυνση. Αυτό μοντελοποιεί το γνωστό φαινόμενο της αδρανειακής μάζας (ο μηχανισμός Higgs αντιπροσωπεύει μόνο το 0,1% της αδρανειακής μάζας).
Υπάρχει επίσης ένας ορίζοντας στην κοσμική άκρη όπου τα αστέρια απομακρύνονται πολύ γρήγορα από εμάς για να τα δούμε. Σε κβαντισμένη αδράνεια, αυτός ο κοσμικός ορίζοντας μειώνει την ακτινοβολία Unruh σε όλη τη διαδρομή γύρω από το αντικείμενο (μπροστά και πίσω εξίσου) και έτσι καθιστά την αδρανειακή διαδικασία που περιγράφεται παραπάνω λιγότερο αποτελεσματική. Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για χαμηλές επιταχύνσεις όπου τα κύματα Unruh είναι μακρά και αισθάνονται αυτόν τον μακρινό κοσμικό ορίζοντα. Έτσι, η κβαντισμένη αδράνεια προβλέπει ότι τα αντικείμενα χαμηλής επιτάχυνσης, όπως τα αστέρια στην άκρη των γαλαξιών, θα χάσουν αδρανειακή μάζα με έναν νέο τρόπο, και αποδεικνύεται, όπως δείχνει αυτό το έγγραφο, ότι αυτό ακριβώς χρειάζεται για να μειωθεί η φυγόκεντρος δύναμη στο αστέρια για να διατηρήσουν τους γαλαξίες δεσμευμένους όπως παρατηρείται ότι είναι. Η θεωρία κάνει επίσης μια νέα και μοναδική πρόβλεψη, καθώς εξαρτάται από την κοσμική διάμετρο:ο κόσμος ήταν μικρότερος στο μακρινό παρελθόν, επομένως ο μηχανισμός θα έπρεπε να ήταν ακόμη λιγότερο αποτελεσματικός τότε, επομένως το πρόβλημα περιστροφής των γαλαξιών θα έπρεπε να ήταν χειρότερο. Στο έγγραφο φαίνεται ότι πρόσφατα δεδομένα για γαλαξίες υψηλής μετατόπισης ερυθρών υποδεικνύουν ότι αυτό συνέβη.
Η θεωρία χρειάζεται ακόμα περισσότερη δουλειά:για παράδειγμα, χρειάζεται ένα λεπτομερές μοντέλο της αλληλεπίδρασης μεταξύ οριζόντων και ακτινοβολίας Unruh. Το εκπληκτικό είναι ότι συνδυάζοντας την αποξενωμένη κβαντομηχανική και τη σχετικότητα με αυτόν τον απλό τρόπο, η κβαντική αδράνεια προβλέπει την περιστροφή των άκρων των γαλαξιών και άλλες ανωμαλίες όπως η κοσμική επιτάχυνση και το emdrive, χωρίς να χρειάζεται η εφεύρεση οποιασδήποτε νέας ύλης και χωρίς καμία αυθαιρεσία όλα.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο άρθρο με τίτλο Γαλαξιακές περιστροφές από κβαντισμένη αδράνεια και μόνο ορατή ύλη, που δημοσιεύεται στο περιοδικό Astrophysics and Space Science. Επικεφαλής αυτής της εργασίας ήταν ο Mike McCulloch από το Πανεπιστήμιο του Plymouth.
