Θεωρίες φυσικής

Η θεωρία του "σκοτεινού υγρού" θα μπορούσε τελικά να εξηγήσει το 95% του κόσμου που λείπει

Written by Δ.Μ.

Επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης μπορεί να έχουν λύσει ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα στη σύγχρονη φυσική, με μια νέα θεωρία που ενώνει τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια σε ένα ενιαίο φαινόμενο: ένα υγρό που έχει αρνητική μάζα. Εάν επρόκειτο να πιέσετε μια τέτοια αρνητική μάζα, θα επιταχυνθεί προς το μέρος σας. Αυτή η εκπληκτική νέα θεωρία μπορεί επίσης να αποδειχθεί σωστή μια πρόβλεψη που ο Αϊνστάιν έκανε πριν από 100 χρόνια.

Share

Επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης μπορεί να έχουν λύσει ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα στη σύγχρονη φυσική, με μια νέα θεωρία που ενώνει τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια σε ένα ενιαίο φαινόμενο: ένα υγρό που έχει αρνητική μάζα. Εάν επρόκειτο να πιέσετε μια τέτοια αρνητική μάζα, θα επιταχυνθεί προς το μέρος σας. Αυτή η εκπληκτική νέα θεωρία μπορεί επίσης να αποδειχθεί σωστή μια πρόβλεψη που ο Αϊνστάιν έκανε πριν από 100 χρόνια.

darkmatter-mapΤο καλύτερο θεωρητικό μας μοντέλο εξηγεί μόνο το 5% του σύμπαντος. Το υπόλοιπο 95% είναι περίφημα κατασκευασμένο σχεδόν εξ ολοκλήρου από αόρατο, άγνωστο υλικό που ονομάζεται σκοτεινή ενέργεια και σκοτεινή ύλη. Στην εικόνα ένας χάρτης σκοτεινής ύλης

Το σημερινό, ευρέως αναγνωρισμένο μοντέλο του Σύμπαντος, που ονομάζεται ΛCDM (μία παραμετροποίηση του κοσμολογικού μοντέλου της Μεγάλης Έκρηξης στο οποίο το σύμπαν περιέχει μία κοσμολογική σταθερά, που δηλώνεται ως Λ, καθώς επίσης και ψυχρή σκοτεινή ύλη), δεν μας λέει όμως τίποτα για το τι είναι η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια. Γνωρίζουμε μόνο γι ‘αυτά εξαιτίας των βαρυτικών επιδράσεων που έχουν στην άλλη, παρατηρήσιμη ορατή ύλη.

Αυτό το νέο μοντέλο  από τον  Jamie Farnes προσφέρει μια νέα εξήγηση. Ο Farnes λέει: «Πιστεύουμε τώρα ότι τόσο η σκοτεινή ύλη όσο και η σκοτεινή ενέργεια μπορούν να ενοποιηθούν σε ένα υγρό που έχει ένα είδος« αρνητικής βαρύτητας», απωθώντας όλο το υλικό γύρω από αυτά. Ο. Κόσμος μας φαίνεται να είναι συμμετρικός τόσο στις θετικές όσο και στις αρνητικές ιδιότητες ».

Η ύπαρξη αρνητικής ύλης είχε προηγουμένως αποκλειστεί καθώς θεωρήθηκε ότι το υλικό αυτό θα γίνει λιγότερο πυκνό καθώς το Σύμπαν συνεχώς επεκτείνεται, πράγμα που αντιβαίνει στις παρατηρήσεις μας, που δείχνουν ότι η σκοτεινή ενέργεια δεν εξανεμίζεται με την πάροδο του χρόνου. Ωστόσο, η έρευνα του Farnes εφαρμόζει έναν «δημιουργό τανυστή», ο οποίος επιτρέπει τη συνεχή δημιουργία αρνητικών μαζών. Επιδεικνύει ότι όταν όλο και περισσότερες αρνητικές μάζες συνεχώς γεννιούνται, αυτό το υγρό με αρνητικό μάζα δεν αραιώνεται κατά τη διάρκεια της διαστολής του Κόσμου. Στην πραγματικότητα, το υγρό φαίνεται να είναι πανομοιότυπο με τη σκοτεινή ενέργεια.

Η θεωρία του Farnes παρέχει επίσης τις πρώτες σωστές προβλέψεις για τη συμπεριφορά του φωτοστεφάνου (άλως) της σκοτεινής ύλης. Οι περισσότεροι γαλαξίες περιστρέφονται τόσο γρήγορα που κανονικά πρέπει να διαλυθούν, πράγμα που υποδηλώνει ότι ένα αόρατο «φωτοστέφανο» σκοτεινής ύλης πρέπει να τους συγκρατεί. Η νέα έρευνα που δημοσιεύθηκε παρουσιάζει μια προσομοίωση των ιδιοτήτων της αρνητικής μάζας, η οποία προβλέπει τον σχηματισμό φωτοστεφάνου ή άλω της σκοτεινής ύλης, όπως και εκείνες που συνάγονται από τις παρατηρήσεις χρησιμοποιώντας σύγχρονα ραδιοτηλεσκόπια.

Ο Albert Einstein παρείχε την πρώτη ένδειξη του “σκοτεινού” σύμπαντος ακριβώς πριν από 100 χρόνια, όταν ανακάλυψε μια παράμετρο στις εξισώσεις του γνωστή ως «κοσμολογική σταθερά», την οποία τώρα γνωρίζουμε ότι είναι συνώνυμη με τη σκοτεινή ενέργεια. Ο Αϊνστάιν αποκαλούσε την κοσμολογική σταθερά λ το «μεγαλύτερο σφάλμα» του, αν και οι σύγχρονες αστροφυσικές παρατηρήσεις αποδεικνύουν ότι είναι ένα πραγματικό φαινόμενο. Στις σημειώσεις που χρονολογούνται από το 1918, ο Αϊνστάιν περιέγραψε την κοσμολογική σταθερά του, γράφοντας ότι «απαιτείται μια τροποποίηση της θεωρίας έτσι ώστε ο« κενός χώρος »να παίρνει το ρόλο της βαρύτητας των αρνητικών μαζών που κατανέμονται σε όλο τον διαστρικό χώρο». Είναι επομένως πιθανό ο ίδιος ο Αϊνστάιν να πρόβλεψε ένα σύμπαν με αρνητική μάζα.

Γι αυτό το θέμα ο Δρ Farnes λέει: «Οι προηγούμενες προσεγγίσεις για το συνδυασμό της σκοτεινής ενέργειας και της σκοτεινής ύλης έχουν επιχειρήσει να τροποποιήσουν τη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Αϊνστάιν, η οποία έχει αποδειχθεί εξαιρετικά δύσκολο: αυτή η νέα προσέγγιση παίρνει δύο παλιές ιδέες που είναι γνωστές ότι είναι συμβατές με τη θεωρία του Αϊνστάιν – – τις αρνητικές μάζες και τη δημιουργία ύλης – και τις συνδυάζει.

«Το αποτέλεσμα φαίνεται μάλλον όμορφο: η σκοτεινή ενέργεια και η σκοτεινή ύλη μπορούν να ενοποιηθούν σε μια ενιαία ουσία, με αμφότερες τις επιδράσεις να εξηγούνται απλά ως θετική μάζα που σερφάρει μέσα σε μια θάλασσα αρνητικών μαζών».

Η απόδειξη της θεωρίας του Δρ Farnes θα προέλθει από δοκιμές που θα διεξαχθούν με ένα ραδιοτηλεσκόπιο τεχνολογικής αιχμής γνωστό ως Square Kilometre  Array (SKA), μια διεθνής προσπάθεια να κατασκευαστεί το μεγαλύτερο ραδιοτηλεσκόπιο στον κόσμο στο οποίο συνεργάζεται και το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.

Τέλος ο Farnes προσθέτει: «Υπάρχουν ακόμα πολλά θεωρητικά ζητήματα και υπολογιστικές προσομοιώσεις για να δουλέψετε, ενώ το ΛCDM έχει σχεδόν 30ετή διάρκεια, αλλά ανυπομονώ να δω αν αυτή η νέα εκτεταμένη έκδοση της θεωρίας  ΛCDM μπορεί να ταιριάζει με ακρίβεια με άλλα παραστατικά στοιχεία. Αν είναι αληθινό αυτό θα μας έλεγε ότι το 95% του κόσμου που λείπει είχε μια αισθητική λύση: είχαμε ξεχάσει να συμπεριλάβουμε ένα απλό αρνητικό σημάδι, την αρνητική μάζα».

Πηγή

About the author

Δ.Μ.

Share