Standardni model fizike delcev je najboljši odraz našega trenutnega razumevanja, kako vesolje deluje in kako deluje. Vendar pa ta model zadeva le pet odstotkov tistega, kar je okoli nas, ostalo pa sestavljajo tako imenovana temna snov in temna energija, o katerih so znanstveniki spoznali le iz posrednih podatkov, iz gravitacijskih interakcij s predmeti, ki so sestavljeni iz navadne snovi …
In pred kratkim je eden od fizikov z univerze v Oxfordu predstavil novo teorijo, po kateri sta temna snov in temna energija manifestacija istega dejavnika - tako imenovane "temne tekočine", ki ima negativno maso, ki napolni celotno vesolje.
Temna energija in temna snov sta koncepta, ki sta sprejeta, da vtakneta "luknje" med teoretičnim delom (standardni model) in rezultati dejanskih opazovanj. Na primer, gibanje in porazdelitev galaksij v vesolju, ki ju opažajo astronomi, je nemogoče, če se upošteva samo masa snovi, ki jo je mogoče videti. In od tridesetih let prejšnjega stoletja so obstoj nevidne dodatne mase primerjali z obstojem nevidne temne snovi.
Temna energija je bolj svež pojem kot temna snov. Znanstveniki so ob opazovanju pospeška širjenja vesolja, ki so ga odkrili leta 1998, podali domnevo, da je za to kriv dejavnik. In ta dejavnik se imenuje temna energija.
Zdaj sta koncepta temne snovi in temne energije v kombinaciji s teorijo standardnega modela osnova za trenutno glavno kozmološko teorijo, povezano z velikim praskom in imenovano Lambda-CDM. Izraz "Lambda" v naslovu označuje temno energijo kot nekakšno fizično konstanto, okrajšava "CDM" pa pomeni hladno temno snov. Nizko "temperaturo" temne snovi kažejo dejstva, da se giblje izjemno počasi in sploh ne deluje z navadno snovjo.
Do nedavnega sta temna snov in temna energija veljala za ločena pojava. Toda nekateri znanstveniki so se že dolgo spraševali, ali ne gre za različne manifestacije istega dejavnika? Slednje vprašanje je ključna ideja nove teorije, ki temelji na modelu Lambda-CDM in jo je postavil Jamie Farnes, astrofizik z univerze v Oxfordu.
Promocijski video:
Po novi teoriji Farnesa je 95 odstotkov obsega vesolja napolnjeno z nekakšno "temno tekočino", temna snov in temna energija sta le različni njeni manifestaciji na fizični ravni. In ta teorija mimogrede zelo dobro opisuje nekatere značilnosti "temnih dejavnikov", ki jih prej ni bilo mogoče opisati nič drugega.
"Temna tekočina", ki zapolnjuje Vesolje, mora imeti negativno maso. Zveni kot nekaj iz znanstvene fantastike, vendar je to celo z vidika newtonske fizike možno, zaenkrat le hipotetično. Predmeti z negativno maso morajo imeti popolnoma edinstvene in eksotične lastnosti. Takšni predmeti morajo ustvariti negativne gravitacijske sile s odbijanjem in ne privabljanjem drugih predmetov.
Če predpostavimo, da je prostor napolnjen s "temno tekočino" z negativno maso, bi njegova negativna gravitacija ustvarila učinke, ki popolnoma ustrezajo opazovanim pojavom, za katere je bilo predlagano razlago koncepta temne energije. In kar zadržuje galaksije, ni pozitivna gravitacija grozdov temne snovi, ampak negativna gravitacija "temne tekočine", ki jih obdaja. Z drugimi besedami, galaksije so neke vrste "mehurčki" navadne snovi, ki plavajo v kozmičnem oceanu "temne tekočine".
Eno glavnih vprašanj nove teorije je vprašanje negativne mase, za katero še vedno ni potrditve njenega obstoja. Vendar Farnes v svoji teoriji poudarja, da imajo tudi vse druge fizične sile negativne vrednosti, zakaj torej masa in gravitacija ne moreta biti pozitivni in negativni? Treba je opozoriti, da rezultati nekaterih nedavnih raziskav govorijo v prid novi teoriji, med katero je znanstvenikom uspelo pridobiti tekočine in delce, ki kažejo lastnosti zaradi prisotnosti negativne mase v njih.
Druga sporna točka nove teorije je, da se mora s širjenjem Vesolja gostota "temne tekočine" toliko zmanjšati, da bi učinki njegove negativne mase prenehali imeti oprijemljiv učinek na vse okoli nje. Farnes je to pojasnil s prisotnostjo določenega "tenzorja ustvarjanja" v njegovih enačbah, po katerem se v vesolju nenehno ustvarjajo nove snovi z negativno maso, ki omogoča, da se ves čas ohranja gostota "temne tekočine" na relativno konstantni ravni.
Če je Farnesova teorija pravilna, so vsi poskusi lova na delce temne snovi vnaprej obsojeni na neuspeh, kar je popolnoma skladno z rezultati poskusov, izvedenih v tej smeri. Seveda obstajajo zelo dobre možnosti, da Farnesova teorija še zdaleč ni realnost. Kakor koli že, Farnes in njegovi sodelavci že načrtujejo uporabo teleskopa Square Kilometer Array (SKA) za opazovanje in iskanje nekaterih učinkov, ki bi lahko služili kot potrditev teorije "temne tekočine", vključno z iskanjem znakov obstoja predmetov z negativno maso v vesolju.