Темна справа. Британський фізик запропонував розгадку головної таємниці Всесвіту

Британський астрофізик запропонував нову космологічну модель

Британський астрофізик Джеймі Фарнс висунув гіпотезу про існування субстанції з негативною масою, яка виконує функції загадкових темної матерії і темної енергії і займає 95% Всесвіту.

Ми на диво мало знаємо про те, як влаштований Всесвіт. Удавана впевненість багатьох фізиків у міркуваннях про розширення простору, розбігання галактик, частку темної матерії і роль темної енергії не повинні вводити в оману.

Галактики обертаються швидше, ніж повинні. Всесвіт розширюється зі швидкістю, яка не відповідає нашим розрахункам. Квантова фізика не «в'яжеться» з традиційною фізикою. Підрахунки показують, що видима матерія займає не більше 5% маси Всесвіту, а решта припадає на темну енергію і темну матерію, про які ми практично нічого не знаємо.

І все частіше виникає відчуття, що ми буквально перебуваємо в темряві, коли мова заходить про фундаментальні питання розуміння світобудови.

Але з цим готові змиритися не всі.

Астрофізик з Оксфордського університету Джеймі Фарнсвисунув сміливу гіпотезу про існування «темної рідини» з негативною масою. По суті, це нова космологічна модель, яка передбачає, що негативна маса виробляється з постійною швидкістю за весь час існування Всесвіту.

Ця гіпотеза суперечить загальноприйнятій теорії про наслідки Великого вибуху, вимагає внесення коректив у спадщину Альберта Ейнштейна, а також воскрешає деякі маргінальні теорії середини минулого століття.

Британський астрофізик Джеймі Фарнс/Twitter

Дивна темна матерія

У своїй роботі, яка була опублікована в авторитетному виданні Astronomy & Astrophysics Фарнс спирається на класиків.

Зокрема, він пропонує повернутися до Загальної теорії відносності Альберта Ейнштейна, яка описує гравітацію в рамках геометрії простору-часу, і внести в неї деякі зміни. Зокрема, ті, які дозволили б допустити існування якоїсь матерії з негативною масою.

Допустивши таким чином існування якоїсь подібної частинки, ми отримали б відповідь на два найважливіших питання сучасної фізики. Одне з них — чому галактики утримуються разом при обертанні і чому Всесвіт розширюється набагато швидше, ніж в минулому?

На поточний момент найкращим поясненням всіх цих загадок є темна енергія і темна матерія.

Темна матерія — це щось, що несе відповідальність за притягання зірок і галактик. Гіпотетично — це якась масивна частка, яка не дуже добре взаємодіє з видимою матерією, завдяки чому залишається в буквальному сенсі невидимою. Жоден з численних експериментів досі не підтвердив існування темної матерії. Хоча побічно її існування доводять спостереження за обертанням віддалених галактик.

У той же час темна енергія — це теоретичний феномен, який відповідає за швидке розширення Всесвіту. Але інших підтверджень, навіть непрямих, існування темної матерії, у нас немає.

Тим часом, ці дві таємничі субстанції разом складають за деякими підрахунками до 95% матерії та енергії у Всесвіті.

На думку Фарнса, такий ступінь нашого нерозуміння Всесвіту просто принизливий. І астрофізики повинні стати першими, хто визнає це.

Фарнс передбачає, що існує якась «всемогутня рідина», яка з'являється в порожньому просторі і чинить якийсь «тиск» на навколишню матерію.

Цей тиск не тільки відштовхує галактики одну від одної, створюючи додатковий простір для «виникнення» ще більшої кількості «темної рідини», але також перешкоджає «розбіганню» зірок з галактик у міру їх зміщення.

«Темна енергія і темна матерія можуть бути об'єднані в єдину субстанцію, - говорить Фарнс. - А ефекти, які приписуються обом, можна пояснити, уявивши собі, як матерія з позитивною масою пливе через океан негативних мас».

Гіпотеза виглядає досить претензійно і сама собою не пропонує простих пояснень.

Ідея про те, що маса безперервно виробляється весь час, що Всесвіт існує, не нова. Деякі фізики пробували розвивати її в 1940-1950-х рр минулого століття. Однак, раніше за її не сприймали всерйоз.

Фарнс пропонує якісь розрахунки, які можуть послужити якщо не підтвердженням, то хоча б ілюстрацією його гіпотези (почитати про них докладніше можна тут ).

Результат виглядає досить вражаюче, констатує Фарнс.

У той же час, він визнає, що його гіпотеза поки що не має достатнього обґрунтування в рамках сучасної фізики.

Насамперед, поки що не ясно, чи можуть частинки з характеристиками, що наводять на думку про негативну масу, спонтанно з'являтися в просторі. Через що це може відбуватися, які процеси керують цим феноменом? Поки що все це залишається "темним лісом" і полем для припущень.

Цікава теорія

Гіпотеза Фарнса зустрінута в науковому світі зі змішаними почуттями. Деякі вчені і оглядачі вважають, що Фарнс зайшов занадто далеко в прагненні пояснити те, чого ми дійсно ще не розуміємо. Однак, його ідея про постійне виникнення негативної маси у Всесвіті потребує нової космологічної моделі, для появи якої поки що немає достатніх підстав.

Втім, так думають не всі.

Хоча ніхто ніколи раніше не допускав існування такої речовини, полювання за екзотичними частинками, які дадуть нам відповіді на найважливіші запитання, стає все важчим з кожним днем, констатує американський оглядач Майк Макрей.

Тому, не варто скидати з рахунків навіть найнестандартніші ідеї, вважає він.

Фактично, щось подібне передбачав і Альберт Ейнштейн, коли створював перші начерки Загальної теорії відносності. У 1918 році він писав, що «в межах ньютонівської теорії, потрібно розглядати «порожній простір» як джерело гравітації негативних мас, розподілених по всьому космосу.

Правда, пізніше Ейнштейн назвав своє припущення про те, що порожній простір в космосі має негативну масу, своєю найбільшою помилкою.

Однак, Фарнс вважає, що в кінцевому підсумку, його гіпотеза про те, що темна енергія і темна матерія є однією субстанцією, може виявитися дуже витонченим рішенням ключових проблем сучасної астрофізики.