Według naukowców z Uniwersytetu Oksfordzkiego ciemna energia i ciemna materia to jedna i ta sama substancja, która wykazuje negatywne efekty masowe.
Naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego znaleźli prawdopodobną odpowiedź na jedno z najważniejszych pytań współczesnej fizyki. W nowym artykule opublikowanym w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics, naukowcy łączą ciemną materię i ciemną energię w jedno zjawisko: mówią, że jest to ciecz o „ujemnej masie”. Gdybyś musiał pchać ujemną masę, przyspieszyłaby w twoim kierunku. Ta nowa teoria może również dostarczyć dowodów na przepowiednię Einsteina 100 lat temu.
Obecny ogólnie przyjęty model wszechświata, znany jako Lambda-CDM (ΛCDM), nie mówi nic o tym, czym fizycznie jest ciemna materia i ciemna energia. Wiemy o nich tylko z powodu ich grawitacyjnego wpływu na obserwowaną materię.
Model przedstawiony przez dr Jamiego Farnesa z Oxfordu oferuje nowe wyjaśnienie tych zjawisk.
„Wierzymy, że ciemną materię i ciemną energię można połączyć w ciecz, która ma pewien rodzaj„ negatywnej energii”, która odpycha od siebie wszystkie inne materiały. Chociaż ta substancja jest dla nas niezwykła, sugeruje, że kosmos jest symetryczny zarówno pod względem pozytywnych, jak i negatywnych cech”- mówi dr Farns.
Symulacja pokazująca formowanie się halo o masie 45 000 masy ujemnej wokół galaktyki o masie 5000 dodatniej.
Wcześniej wykluczono istnienie materii ujemnej, ponieważ uważano, że materiał ten straci gęstość podczas rozszerzania się wszechświata, co zaprzecza obserwacjom wskazującym na stałość ciemnej materii w czasie. Jednak praca dr Farnesa posługuje się „tensorem kreacji”, co implikuje ciągłe występowanie ujemnych mas. Pokazuje to, że przy ciągłym pojawianiu się ujemnych mas ciecz o ujemnej masie nie rozcieńcza się podczas rozszerzania przestrzeni. Co więcej, jest identyczny z ciemną energią.
Teoria dr Farnesa dostarcza również pierwszych dokładnych prognoz zachowania halo ciemnej materii. Większość galaktyk obraca się tak szybko, że muszą się rozpaść. To z kolei sugeruje, że niewidzialne „halo” ciemnej materii zapobiega ich rozkładowi. Nowe badanie obejmuje również symulacje ujemnych właściwości mas, które przewidują powstawanie halo ciemnej materii - podobnych do sugerowanych przez nowoczesne radioteleskopy.
Film promocyjny:
Albert Einstein po raz pierwszy zasugerował „ciemny wszechświat” 100 lat temu, kiedy odkrył w swoich równaniach parametr znany jako „stała kosmologiczna”, który obecnie jest powszechnie uważany za synonim ciemnej energii. Wiadomo, że Einstein nazwał stałą kosmologiczną swoim „największym błędem”, chociaż współczesne obserwacje astrofizyczne dowodzą, że jest to prawdziwe zjawisko. W notatkach z 1918 roku, opisujących stałą kosmologiczną, naukowiec doszedł do wniosku, że teoria musi zostać zmodyfikowana, aby ta pusta przestrzeń odgrywała rolę przyciągania ujemnych mas, które są rozłożone w przestrzeni międzygwiazdowej. Tak więc Einstein mógł przewidzieć wszechświat pełen ujemnych mas.
„Wcześniejsze podejścia do łączenia ciemnej energii i ciemnej materii próbowały zmodyfikować ogólną teorię względności Einsteina, która okazała się niezwykle trudna. Nowe podejście opiera się na dwóch starych ideach zgodnych z teorią Einsteina - ujemnych masach i tworzeniu materii - i łączy je, wyjaśnia Farns. „Rezultat jest piękny: ciemną energię i ciemną materię można połączyć w jedną substancję, a oba efekty można łatwo wytłumaczyć przeniesieniem materii o masie dodatniej do morza mas ujemnych”.
Teoria dr Farnesa zostanie przetestowana przy użyciu zaawansowanych radioteleskopów obserwatorium SKA (Square Kilometer Array), z którym współpracuje Uniwersytet Oksfordzki.
Vladimir Guillen