Учёные из Оксфордского университета, возможно, смогли разобраться с одним из самых больших вопросов в современной физике. Они опубликовали новую статью, объединяющую тёмную материю и тёмную энергию в одно явление - жидкость, которая обладает "отрицательной массой". Такое состояние объяснить легко: если вы толкнёте отрицательную массу от себя, то она ускориться в вашу сторону. Эта удивительная новая теория может также оказаться очередным верным предсказанием, сделанным Эйнштейном 100 лет назад.
Наша современная, широко признанная модель вселенной, называемая Лямбда-CDM (ΛCDM), ничего не говорит нам о том, что такое тёмная материя и тёмная энергия физически. Мы знаем о них только благодаря гравитационным эффектам, которые они оказывают на другую, уже видимую, материю.
Эта новая модель, опубликованная в издании Astronomy and Astrophysics доктором Джейми Фарнсом из Оксфордского центра электронных исследований департамента инженерных наук, предлагает новое объяснение.
"Сейчас мы думаем, что, как тёмная материя, так и тёмная энергия, могут быть объединены в жидкость, которая обладает свойством "отрицательной гравитации", то есть отталкивает всю окружающее её вещество от себя. И, хотя, такая жидкость кажется нам странной, она говорит о том, что наш космос симметричен как в положительных, так и в отрицательных качествах”, - говорит доктор Фарнс.
Существование отрицательной материи ранее было исключено, поскольку считалось, что этот материал станет менее плотным по мере расширения Вселенной, что противоречит нашим наблюдениям, которые показывают, что тёмная энергия не истончается с течением времени. Тем не менее, исследование доктора Фарнса говорит о неком "тензоре создания", который позволяет непрерывно создавать отрицательные массы. Он показывает, что, когда всё больше и больше отрицательных масс непрерывно начинают существование, такая жидкость из отрицательной массы не истончается во время расширения космического пространства. На самом деле эта жидкость идентична тёмной энергии.
Теория доктора Фарнса также предлагает первые прогнозы о поведении гало тёмной материи. Дело в том, большинство галактик вращается так быстро, что они уже давно должны были разрывать себя на части. Но этого не происходит, что предполагает существование невидимого "гало" тёмной материи, которое должно удерживать материю вместе. Новое исследование представляет собой компьютерное моделирование свойств отрицательной массы, которое предсказывает образование ореолов тёмной материи так же, как те, которые выводятся по наблюдениям с использованием современных радиотелескопов.
Альберт Эйнштейн дал первый намек на тёмную вселенную ровно 100 лет назад, когда ввёл в своих уравнения параметр, известный как "космологическая постоянная", которая, как мы теперь знаем, является синонимом тёмной энергии. Эйнштейн лихо назвал космологическую константу своей "самой большой ошибкой", хотя современные астрофизические наблюдения доказывают, что это реальное явление. В заметках, датируемых 1918 годом, Эйнштейн описал свою космологическую константу, написав, что "модификация теории необходима, чтобы "пустое пространство" играло роль гравитирующих отрицательных масс, которые распределены по всему межзвёздному пространству”. Поэтому возможно, что сам Эйнштейн предсказал вселенную, заполненную отрицательной массой.
“Предыдущие подходы к объединению тёмной энергии и тёмной материи пытались модифицировать общую теорию относительности Эйнштейна, которая оказалась невероятно сложной. Этот новый подход берёт две старые идеи, которые, как известно, совместимы с теорией Эйнштейна (отрицательные массы и создание материи) и объединяет их вместе. Результат кажется довольно красивым: тёмная энергия и тёмная материя могут быть объединены в одну субстанцию, причем оба эффекта просто объяснимы в качестве материи с положительной массой, перемещающейся по морю отрицательных масс”.
Доказательством теории доктора Фарнса послужат тесты, проведённые с помощью ультрасовременного радиотелескопов под названием Square Kilometre Array (SKA) - международного проекта по созданию крупнейшего в мире телескопа, в котором принимает участие и Оксфордский университет.
"Есть ещё много теоретических вопросов и математических моделей, над которыми нужно работать, а сама теория ΛCDM имеет почти тридцатилетний возраст, поэтому опровергнуть её не так просто, но я с нетерпением жду, сможет ли эта новая расширенная версия ΛCDM точно соответствовать другим наблюдательным доказательствам нашей космологии. Если всё это окажется реальностью, то можно было предположить, что недостающие 95 процентов космического пространства можно обнаружить, включив в наши расчёты простой знак “минус”.
По информации Оксфордского университета.
На изображении: группа галактик Abell 3827 от телескопа «Хаббл» в почти истинном свете. Это скопление состоит из сотен жёлтых галактик, а в его ядре содержатся четыре гигантских галактики, которые сталкиваются друг с другом. Поскольку самая верняя из четырёх галактик находится немного в стороне, она заставила сместиться свою тёмную материю. Сама тёмная материя не видна на этом снимке, но её расположение можно определить методом гравитационного линзирования, который проявляется на несвязанной с группой спиральной галактикой позади. Она видна как синяя дуга. Источник: Richard Massey (Durham University).
