A részecskefizika standard modellje a legjobban tükrözi a világegyetem működésének és működésének jelenlegi megértését. Ez a modell azonban csak mintegy öt százalékát érinti a körülöttünk levő körülmények között, a fennmaradó rész sötét anyagnak és sötét energiának felel meg, amelyről a tudósok csak közvetett adatokból, a közönséges anyagból álló tárgyakkal végzett gravitációs kölcsönhatásokból tudtak rá. …
És az utóbbi időben az Oxfordi Egyetem egyik fizikusa új elméletet terjesztett elő, amely szerint a sötét anyag és a sötét energia ugyanazon tényező megnyilvánulása - az úgynevezett "sötét folyadék", amelynek negatív tömege megtölti az egész univerzumot.
A sötét energia és a sötét anyag fogalmak az „elméletek” (a standard modell) és a tényleges megfigyelések eredményei közötti „lyukak” beillesztésére. Például a csillagászok által megfigyelt galaxisok mozgása és eloszlása az univerzumban lehetetlen, ha csak a látható anyag tömegét vesszük figyelembe. És az 1930-as évek óta egy láthatatlan tömeg létezését összehasonlítják a láthatatlan sötét anyag létezésével.
A sötét energia frissebb fogalom, mint a sötét anyag. Az univerzum terjeszkedésének felgyorsulását, amelyet 1998-ban fedeztek fel, megfigyelve a tudósok azt állították, hogy egy tényező felelős ennek. Ezt a tényezőt sötét energiának nevezzük.
A sötét anyag és a sötét energia fogalma, a standard modell elméletével kombinálva, képezi a jelenlegi fő kozmológiai elmélet alapját, amely a Big Bang-hoz kapcsolódik, és amelyet Lambda-CDM-nek hívnak. A címben szereplő "Lambda" kifejezés a sötét energiát egyfajta fizikai állandóként jelöli, a "CDM" rövidítés pedig hideg sötét anyagot jelent. A sötét anyag alacsony "hőmérsékletét" az a tény jelzi, hogy rendkívül lassan mozog, és egyáltalán nem lép kölcsönhatásba a rendes anyaggal.
A közelmúltig a sötét anyagot és a sötét energiát külön jelenségnek tekintették. De néhány tudós régóta kíváncsi, vajon nem ugyanazon tényező eltérő megnyilvánulásai? Az utolsó kérdés a Jamba Farnes, az Oxfordi Egyetem asztrofizikusa által a Lambda-CDM modelln alapuló új elmélet kulcseleme.
Promóciós videó:
Farnes új elmélete szerint a világegyetem térfogatának 95 százaléka valamilyen "sötét folyadékkal" meg van töltve, és a sötét anyag és a sötét energia csupán fizikai szintű különféle megnyilvánulásai. És ez az elmélet egyébként nagyon jól leírja a „sötét tényezők” néhány olyan tulajdonságát, amelyeket korábban semmi más nem tudott leírni.
Az univerzumot kitöltő "sötét folyadék" tömegének negatívnak kell lennie. Úgy tűnik, mint valami a tudományos fantasztikából, ám ez még a newtoni fizika szempontjából is lehetséges, eddig csak hipotetikusan. A negatív tömegű tárgyaknak teljesen egyedi és egzotikus tulajdonságokkal kell rendelkezniük. Az ilyen objektumoknak negatív gravitációs erőket kell létrehozniuk azáltal, hogy visszatartják, nem pedig más tárgyakat vonzanak.
Ha feltételezzük, hogy a teret negatív tömegű "sötét folyadék" töltötte be, akkor negatív gravitációja olyan hatásokat hozna létre, amelyek teljes mértékben megfelelnek a megfigyelt jelenségeknek, amelyek magyarázatát javasolták a sötét energia fogalmának. És ami visszatartja a galaxisokat, nem a sötét anyagcsoportokból származó pozitív gravitáció, hanem a körülvevő "sötét folyadék" negatív gravitációja. Más szavakkal, a galaxisok a rendes anyag egyfajta "buborékjai", amelyek a "sötét folyadék" kozmikus óceánjában úsznak.
Az új elmélet egyik fő kérdése a negatív tömeg kérdése, amelynek létezését még mindig nem erősítik meg. Farnes azonban elméletében rámutat, hogy minden más fizikai erőnek is vannak negatív értékei, miért nem lehet a tömeg és a gravitáció pozitív és negatív? Meg kell jegyezni, hogy néhány közelmúltbeli tanulmány eredményei az új elmélet mellett szólnak, amelynek során a tudósok olyan folyadékokat és részecskéket tudtak előállítani, amelyek negatív tömegük miatt tulajdonságokat mutatnak.
Az új elmélet második ellentmondásos pontja az, hogy a Világegyetem tágulásával a "sötét folyadék" sűrűsége annyira csökkenni kell, hogy negatív tömegének hatásai megszűnjenek kézzelfogható hatással a körülötte lévőkre. Farnes ezt azzal magyarázta, hogy az egyenletében létezik egy bizonyos „teremtés tenzora”, amely szerint az univerzumban folyamatosan jön létre negatív tömegű új anyag, amely lehetővé teszi a „sötét folyadék” sűrűségének állandó viszonylag állandó szinten tartását.
Ha Farnes elmélete helyes, akkor a sötét anyag részecskék vadászatára tett minden kísérlet előre kudarcra van ítélve, ami teljes mértékben összhangban van az ezen az irányban végzett kísérletek eredményeivel. Természetesen nagyon jó esélyek vannak arra, hogy Farnes elmélete messze van a valóságtól. Akárhogy is, Farnes és kollégái már tervezik, hogy a Négyzetkilométeres Array (SKA) távcsövet használják olyan hatások megfigyelésére és keresésére, amelyek megerősíthetik a "sötét folyadék" elméletét, ideértve a negatív tömegű objektumok létezésének jeleinek keresését az univerzumban.
