Новая теория: 95% Вселенной, возможно, состоят из вещества с «отрицательной массой»

Исследователь из Оксфордского университета, возможно, решил один из самых больших вопросов в современной физике. Он предложил модель, которая объединяет темную материю и темную энергию в единую субстанцию: жидкость с «отрицательной массой». Если бы вы попытались оттолкнуть объект с такой массой, он стал был двигаться быстрее в обратном направлении – то есть, в вашу сторону. Эта удивительная теория может также поддержать предсказание, сделанное Альбертом Эйнштейном 100 лет назад.  Описание теории представлено в журнале Astronomy and Astrophysics.

Современная модель Вселенной, называемая Лямбда-CDM (ΛCDM), говорит о том, что пространственно-плоская Вселенная заполнена, помимо обычной барионной материи, темной энергией и холодной темной материей. Последние два компонента занимают 95% Вселенной. Но из этой модели не следует, что темная материя и темная энергия похожи между собой физически. Мы знаем о том, что они существуют, только благодаря гравитационным эффектам, которые они оказывают на другую, наблюдаемую материю.

Доктор Джейми Фарнс (Jamie Farnes) из Оксфордского университета предлагает новую теорию: «Теперь мы думаем, что и темная материя, и темная энергия могут быть объединены в жидкость, которая обладает типом «отрицательной гравитации», отталкивая все остальные материалы вокруг них. Получается, что наш космос симметричен как в положительных, так и в отрицательных качествах».

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 темная энергия не истощается с течением времени. Модель доктора Фарнса демонстрирует, что когда возникает все больше и больше отрицательных масс, эта отрицательная масса жидкости не «размывается» при расширении космоса. Фактически, жидкость, по-видимому, идентична темной энергии.

Новая теория также дает первые верные предсказания того, как ведет себя гало темной материи. Большинство галактик вращаются так быстро, что они должны разрываться на части, – это, в свою очередь, говорит о том, что невидимое «гало» темной материи должно удерживать их вместе. Новое исследование представляет собой компьютерное моделирование свойств отрицательной массы, которое предсказывает образование гало темной материи, как и те, которые выведены наблюдениями с использованием современных радиотелескопов.

Альберт Эйнштейн представил первый намек на темную вселенную ровно 100 лет назад, когда обнаружил параметр в своих уравнениях, известный как «космологическая константа», который мы теперь знаем как синоним темной энергии. Эйнштейн назвал космологическую константу своей «большой ошибкой», хотя современные астрофизические наблюдения доказывают, что это реальное явление. В примечаниях, относящихся к 1918 году, Эйнштейн описал свою космологическую константу, написав, что «требуется модификация теории, чтобы «пустое пространство» принимало роль отрицательных масс, которые распределены по всему межзвездному пространству».

Доказательство теории доктора Фарнса будет исходить из испытаний, выполненных на ультрасовременном радиотелескопе, известном как Square Kilometre Array, («Квадратная километровая решетка»). В разработке этого международного проекта по созданию крупнейшего в мире телескопа, участвует в том числе и Оксфордский университет.

Д-р Фарнс добавляет: «Я с нетерпением жду, будет ли эта новая расширенная версия Лямбда-CDM точно соответствовать другим данным наблюдений. Если это реально, получается, что недостающие 95% космоса имеют эстетическое решение: мы забыли включить простой знак минуса».

По материалам: eurekalert.org
Источник: scientificrussia.ru