Štandardný model časticovej fyziky je najlepším odrazom nášho súčasného chápania toho, ako vesmír funguje a ako funguje. Tento model sa však týka iba piatich percent z toho, čo je okolo nás, zvyšok pozostáva z toho, čo sa nazýva temná hmota a temná energia, o ktorom sa vedci dozvedeli iba z nepriamych údajov, z gravitačných interakcií s objektmi pozostávajúcimi z bežnej hmoty. …
A nedávno jeden z fyzikov z Oxfordskej univerzity predložil novú teóriu, podľa ktorej temná hmota a temná energia sú prejavmi toho istého faktora - tzv. „Tmavá tekutina“, ktorá má negatívnu masu, ktorá zapĺňa celý vesmír.
Temná energia a temná hmota sú koncepty, ktoré prijímajú „diery“medzi teoretickou časťou (štandardný model) a výsledkami skutočných pozorovaní. Napríklad pohyb a distribúcia galaxií vo vesmíre pozorované astronómami je nemožné, ak sa vezme do úvahy iba hmota, ktorú je možné vidieť. A od tridsiatych rokov 20. storočia sa existencia neviditeľnej extra hmoty porovnávala s existenciou neviditeľnej temnej hmoty.
Temná energia je čerstvejšia koncepcia ako temná hmota. Vedci pozorujú zrýchlenie rozširovania vesmíru, ktoré bolo objavené v roku 1998, a vedci sa domnievajú, že je za to zodpovedný faktor. A tento faktor sa nazýva temná energia.
Teraz sú koncepty temnej hmoty a temnej energie kombinované s teóriou štandardného modelu základom súčasnej hlavnej kozmologickej teórie spojenej s Veľkým treskom a nazývanej Lambda-CDM. Termín „Lambda“v názve označuje temnú energiu ako druh fyzikálnej konštanty a skratka „CDM“znamená studenú temnú hmotu. Nízka „teplota“tmavej hmoty je naznačená skutočnosťami, že sa pohybuje veľmi pomaly a vôbec nereaguje s bežnou hmotou.
Až donedávna sa temná hmota a temná energia považovali za samostatné javy. Ale niektorí vedci už dlho premýšľali, či sa nejedná o odlišné prejavy toho istého faktora? Posledná otázka je kľúčovou myšlienkou novej teórie založenej na modeli Lambda-CDM, ktorú predložil astrofyzik Jamie Farnes na Oxfordskej univerzite.
Propagačné video:
Podľa novej Farnesovej teórie je 95 percent objemu vesmíru naplnené nejakou „temnou tekutinou“a temná hmota a temná energia sú iba jej rôznymi prejavmi na fyzickej úrovni. A táto teória, mimochodom, veľmi dobre popisuje niektoré z charakteristík „temných faktorov“, ktoré predtým nemohli popísať nič iné.
„Tmavá tekutina“, ktorá napĺňa vesmír, musí mať zápornú hmotnosť. Znie to ako niečo z sci-fi, ale aj z hľadiska newtonovskej fyziky je to možné, zatiaľ iba hypoteticky. Predmety so zápornou hmotnosťou musia mať úplne jedinečné a exotické vlastnosti. Takéto objekty musia vytvárať negatívne gravitačné sily tým, že skôr odpudzujú, než priťahujú iné objekty.
Ak predpokladáme, že priestor je vyplnený „tmavou tekutinou“so zápornou hmotnosťou, potom by jeho negatívna gravitácia vytvorila účinky, ktoré by úplne zodpovedali pozorovaným javom, pre ktoré bol navrhnutý koncept temnej energie. A čo drží galaxie späť, nie je pozitívna gravitácia zo zhlukov temnej hmoty, ale negatívna gravitácia „tmavej tekutiny“, ktorá ich obklopuje. Inými slovami, galaxie sú akýmsi „bublinkami“obyčajnej hmoty plávajúcej v kozmickom oceáne „tmavej kvapaliny“.
Jednou z hlavných otázok novej teórie je otázka zápornej masy, pre ktorú ešte stále nie je potvrdená jej existencia. Farnes však vo svojej teórii zdôrazňuje, že všetky ostatné fyzické sily majú aj záporné hodnoty, tak prečo nemôže byť hmotnosť a gravitácia pozitívna a negatívna? Je potrebné poznamenať, že výsledky niektorých nedávnych štúdií hovoria v prospech novej teórie, v priebehu ktorej sa vedcom podarilo získať tekutiny a častice, ktoré vykazujú vlastnosti v dôsledku prítomnosti negatívnej hmoty v nich.
Druhým kontroverzným bodom novej teórie je to, že ako sa vesmír rozširuje, hustota „tmavej kvapaliny“by sa mala znížiť natoľko, že účinky jej negatívnej hmoty by nemali prestať mať hmatateľný vplyv na všetko okolo nej. Farnes to vysvetlil prítomnosťou určitého „tenzora stvorenia“vo svojich rovniciach, podľa ktorého sa vo vesmíre neustále vytvára nová hmota s negatívnou hmotou, ktorá umožňuje udržiavať hustotu „tmavej kvapaliny“na stále konštantnej úrovni po celú dobu.
Ak je Farnesova teória správna, všetky pokusy loviť častice temnej hmoty sú vopred odsúdené na neúspech, čo je plne v súlade s výsledkami experimentov uskutočňovaných týmto smerom. Samozrejme, sú veľmi dobré šance, že Farnesova teória nie je zďaleka realita. Farnes a jeho kolegovia už plánujú použiť ďalekohľad Square Kilometer Array (SKA) na pozorovanie a hľadanie niektorých efektov, ktoré by mohli slúžiť ako potvrdenie teórie „tmavej tekutiny“, vrátane hľadania príznakov existencie objektov s negatívnou hmotou vo vesmíre.