Naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego mogli rozwiązać jedną z największych zagadek współczesnej fizyki. Przedstawiono nową teorię, która łączy ciemną materię i ciemną energię w jedno zjawisko – płyn o ujemnej masie.

Obecny, powszechnie znany model Wszechświata, zwany LambdaCDM, nie mówi kompletnie nic o tym, czym fizycznie jest ciemna materia i ciemna energia. Wiemy jednak o ich istnieniu dzięki grawitacyjnym interakcjom ze zwykłą obserwowalną materią.

Dr Jamie Farnes zaprezentował nowy model, który być może pozwoli nam wyjaśnić ten problem. Naukowiec zunifikował ciemną materię i ciemną energię w płyn, który posiada ujemną masę i odrzuca od siebie jakąkolwiek inną materię.

Istnienie materii o negatywnej masie zostało wcześniej wykluczone, ponieważ uznano, że jej gęstość byłaby coraz mniejsza wraz z rozszerzaniem się Wszechświata. Tymczasem obserwacje pokazują, że ciemna materia, w miarę upływu czasu, wcale nie zanika. Jednak dr Farnes zastosował „tensor twórczy”, który pozwala na ciągłe tworzenie się ujemnej masy i demonstruje, że płyn o ujemnej masie wcale nie rozcieńcza się podczas ekspansji Wszechświata.

Teoria dr Farnesa dostarcza również pierwszych poprawnych przewidywań zachowania halo ciemnej materii. Większość galaktyk obraca się z tak dużą prędkością, że powinny się rozerwać, choć tego nie obserwujemy. Sugeruje to, że niewidzialne halo ciemnej materii musi trzymać je w kupie. Opublikowane badania zawierają również symulację komputerową właściwości materii o ujemnej masie, która przewiduje tworzenie się halo ciemnej materii.

Dokładnie 100 lat temu, Albert Einstein dostarczył pierwszą wskazówkę, gdy odkrył parametr w swoich równaniach, znanych jako stała kosmologiczna. W swoich notatkach napisał, że konieczna jest modyfikacja teorii tak, aby pusta przestrzeń przejmowała rolę grawitujących mas ujemnych, rozmieszczonych w przestrzeni międzygwiezdnej. Istnieje zatem możliwość, że Einstein sam przewidział obecność negatywnej masy, wypełniającej Wszechświat.

Dr Farnes twierdzi, że poprzednie podejścia unifikujące ciemną energię i ciemną materię próbowały zmodyfikować ogólną teorię względności Einsteina, co okazało się niewiarygodnie trudne. Tymczasem jego nowe podejście łączy w całość dwie stare idee, które są zgodne z teorią Einsteina - negatywne masy i tworzenie materii.

Teoria dr Farnesa zostanie poddana próbie podczas testów, które zostaną przeprowadzone z pomocą sieci radioteleskopów Square Kilometer Array (SKA). Prace nad tą instalacją ruszą w przyszłym roku i potrwają do 2022 roku. Dopiero wtedy dowiemy się, czy dr Farnes „odnalazł” 95% brakującego kosmosu.

Wiadomość pochodzi z portalu tylkonauka.pl