Geometrie van Ruimtetijd als Bron van Fundamentele Krachten en Deeltjesmassa

Theoretisch onderzoek suggereert dat de geometrie van de ruimtetijd zelf de oorsprong zou kunnen zijn van de fundamentele natuurkrachten en deeltjes, waarmee de traditionele rol van de ruimte als een louter passief toneel wordt overstegen. In een publicatie in het tijdschrift Nuclear Physics B op 15 december 2025 presenteerden Richard Pincak en zijn medewerkers bevindingen over hoe de eigenschappen van materie en krachten direct kunnen voortkomen uit onzichtbare, extra dimensies.

Dit werk bouwt voort op de geometrische beschrijving van zwaartekracht door Albert Einstein en stelt de huidige opvattingen over de oorsprong van deeltjesmassa ter discussie. Het onderzoeksteam poneert dat de massa's van deeltjes zoals de W- en Z-bosonen mogelijk voortkomen uit complexe vormen, specifiek G₂-variëteiten, binnen een zeven-dimensionale ruimte. G₂-variëteiten zijn zeven-dimensionale variëteiten met de uitzonderlijke holonomie-groep G₂, en ze worden in de natuurkunde beschouwd als natuurlijke kandidaten voor vacuümoplossingen van M-theorie compactificaties.

Een cruciaal element in deze hypothese is de zogenaamde torsie, die wordt omschreven als een interne draaiing binnen deze extra-dimensionale structuren, vergelijkbaar met de draaiing van een DNA-helix. De theorie stelt dat materie ontstaat uit de weerstand van de geometrie zelf, in plaats van uit een extern veld, wat een alternatief biedt voor het Higgs-mechanisme voor de W- en Z-bosonen. Wanneer deze gedraaide geometrische vormen evolueren via de G₂-Ricci-stroom, kunnen zij stabiele configuraties vormen die bekendstaan als solitons, wat een puur geometrische verklaring biedt voor verschijnselen als spontane symmetriebreking.

De vier fundamentele krachten in de natuurkunde zijn de sterke kernkracht, de elektromagnetische kracht, de zwakke kernkracht en de zwaartekracht; het uiteindelijke doel van dit onderzoek is om deze vier te verenigen binnen één enkel geometrisch raamwerk. De vereniging van de zwaartekracht met de andere krachten, de zogenaamde 'Theorie van alles', is traditioneel problematisch vanwege de verschillende beschrijvingen (algemene relativiteit versus kwantumtheorie). Bovendien verbindt de theorie deze geometrische torsie met de kromming van de ruimtetijd op kosmische schalen, wat een mogelijke verklaring zou kunnen bieden voor de versnellende uitdijing van het universum via de positieve kosmologische constante, aangeduid met het symbool Λ.

De onderzoekers speculeren over het bestaan van een hypothetisch deeltje geassocieerd met torsie, de "Torstone", dat mogelijk detecteerbaar zou zijn in toekomstige experimenten die ruimtetijdeffecten onderzoeken. Hoewel eerdere theorieën met extra dimensies, zoals de Kaluza-Klein-theorie, al het idee van extra dimensies gebruikten, biedt de nieuwe benadering een mechanisme voor de massa van deeltjes dat losstaat van het Higgs-veld. Het werk is direct gekoppeld aan experimenten, met de mogelijkheid om nieuwe deeltjes of eigenschappen van bestaande deeltjes te onthullen.