Standardní model částicové fyziky je nejlepším odrazem našeho současného chápání toho, jak vesmír funguje a jak funguje. Tento model se však týká pouze pěti procent z toho, co je kolem nás, zbytek se skládá z toho, čemu se říká temná hmota a temná energie, o které si vědci uvědomili pouze nepřímé údaje, z gravitačních interakcí s objekty, které se skládají z obyčejné hmoty. …
A nedávno jeden z fyziků z Oxfordské univerzity předložil novou teorii, podle níž temná hmota a temná energie jsou projevy stejného faktoru - tzv. „Temná kapalina“, která má negativní hmotu, která zaplňuje celý vesmír.
Temná energie a temná hmota jsou koncepty přijaté pro spojení „děr“mezi teoretickou část (standardní model) a výsledky skutečných pozorování. Například pohyb a distribuce galaxií ve vesmíru pozorované astronomy je nemožné, pokud se vezme v úvahu pouze hmota, kterou lze vidět. A od třicátých let minulého století byla existence neviditelné zvláštní hmoty srovnávána s existencí neviditelné temné hmoty.
Temná energie je čerstvější pojem než temná hmota. Při pozorování zrychlení expanze vesmíru, které bylo objeveno v roce 1998, vědci předložili předpoklad, že za to je faktor. A tento faktor se nazývá temná energie.
Nyní jsou koncepty temné hmoty a temné energie kombinované s teorií standardního modelu základem současné hlavní kosmologické teorie spojené s Velkým třeskem a nazývané Lambda-CDM. Termín „Lambda“v názvu označuje temnou energii jako druh fyzické konstanty a zkratka „CDM“znamená studenou temnou hmotu. Nízká „teplota“temné hmoty je naznačena skutečnostmi, že se pohybuje extrémně pomalu a vůbec neinteraguje s běžnou hmotou.
Až donedávna byly temná hmota a temná energie považovány za samostatné jevy. Ale někteří vědci už dlouho přemýšleli, jestli se nejedná o odlišné projevy stejného faktoru? Druhá otázka je klíčovou myšlenkou nové teorie založené na modelu Lambda-CDM, kterou předložil Jamie Farnes, astrofyzik na Oxfordské univerzitě.
Propagační video:
Podle nové Farnesovy teorie je 95 procent objemu vesmíru naplněno nějakým druhem „tmavé kapaliny“a temná hmota a temná energie jsou pouze jeho odlišnými projevy na fyzické úrovni. A tato teorie mimochodem velmi dobře popisuje některé z charakteristik „temných faktorů“, které dříve nemohly být popsány ničím jiným.
„Tmavá kapalina“vyplňující vesmír musí mít zápornou hmotnost. Zní to jako něco ze sci-fi, nicméně i z pohledu newtonovské fyziky je to možné, zatím jen hypoteticky. Objekty se zápornou hmotou musí mít zcela jedinečné a exotické vlastnosti. Takové objekty musí vytvářet negativní gravitační síly odpuzováním spíše než přitahováním jiných objektů.
Pokud předpokládáme, že prostor je vyplněn „tmavou tekutinou“se zápornou hmotou, pak by jeho negativní gravitace vytvořila efekty, které plně odpovídají pozorovaným jevům, pro které byl vysvětlen pojem temné energie. A co drží galaxie zpět, není pozitivní gravitace ze shluků temné hmoty, ale negativní gravitace „temné tekutiny“, která je obklopuje. Jinými slovy, galaxie jsou jakousi „bublinkami“obyčejné hmoty plovoucí v kosmickém oceánu „tmavé kapaliny“.
Jednou z hlavních otázek nové teorie je otázka záporné masy, pro kterou stále neexistuje její existence. Farnes však ve své teorii poukazuje na to, že všechny ostatní fyzické síly mají také záporné hodnoty, tak proč nemůže být hmotnost a gravitace pozitivní a negativní? Je třeba poznamenat, že výsledky některých nedávných studií hovoří ve prospěch nové teorie, v jejímž průběhu byli vědci schopni získat kapaliny a částice, které prokazují vlastnosti v důsledku přítomnosti negativní hmoty v nich.
Druhým kontroverzním bodem nové teorie je, že jak se vesmír rozšiřuje, hustota „tmavé tekutiny“by se měla snižovat natolik, že účinky její negativní hmoty by neměly mít hmatatelný účinek na všechno kolem sebe. Farnes to vysvětlil přítomností určitého „tenzoru stvoření“ve svých rovnicích, podle kterého se ve vesmíru neustále vytváří nová hmota se zápornou hmotou, která umožňuje udržovat hustotu „tmavé kapaliny“na relativně konstantní úrovni po celou dobu.
Pokud je Farnesova teorie správná, jsou všechny pokusy lovit částice temné hmoty předem odsouzeny k selhání, což je plně v souladu s výsledky experimentů prováděných tímto směrem. Samozřejmě existují velmi dobré šance, že Farnesova teorie není zdaleka realita. V každém případě Farnes a jeho kolegové již plánují použít dalekohled Square Kilometer Array (SKA) k pozorování a hledání některých efektů, které by mohly sloužit jako potvrzení teorie „tmavé tekutiny“, včetně hledání známek existence objektů s negativní hmotou ve vesmíru.