Daļiņu fizikas standarta modelis vislabāk atspoguļo mūsu pašreizējo izpratni par to, kā Visums darbojas un kā tas darbojas. Tomēr šis modelis attiecas tikai uz pieciem procentiem no visa, kas atrodas mums apkārt, pārējo veido tā saucamā tumšā matērija un tumšā enerģija, par kuru zinātnieki uzzināja tikai no netiešiem datiem, no gravitācijas mijiedarbības ar objektiem, kas sastāv no parastās matērijas …
Un nesen viens no Oksfordas universitātes fiziķiem izvirzīja jaunu teoriju, saskaņā ar kuru tumšā matērija un tumšā enerģija ir viena un tā paša faktora izpausmes - tā sauktais "tumšais šķidrums", kuram ir negatīva masa, kas piepilda visu Visumu.
Tumšā enerģija un tumšā matērija ir jēdzieni, kas pieņemti, lai aizvērtu "caurumus" starp teorētisko daļu (standarta modeli) un faktisko novērojumu rezultātiem. Piemēram, astronomu novērotā galaktiku kustība un izplatība Visumā nav iespējama, ja ņem vērā tikai redzamo matērijas masu. Un kopš 1930. gadiem neredzamās papildu masas esamība tika salīdzināta ar neredzamās tumšās matērijas esamību.
Tumšā enerģija ir svaigāks jēdziens nekā tumšā matērija. Vērojot Visuma paplašināšanās paātrinājumu, kas tika atklāts 1998. gadā, zinātnieki ir izvirzījuši pieņēmumu, ka ir faktors, kas par to ir atbildīgs. Un šo faktoru sauc par tumšo enerģiju.
Tagad tumšās matērijas un tumšās enerģijas jēdzieni apvienojumā ar standarta modeļa teoriju ir pašreizējās galvenās kosmoloģiskās teorijas pamatā, kas saistīta ar Lielo sprādzienu un tiek saukta par Lambda-CDM. Termins "Lambda" nosaukumā apzīmē tumšo enerģiju kā sava veida fizisko konstanti, un saīsinājums "CDM" nozīmē aukstu tumšo vielu. Zemo tumšās vielas "temperatūru" norāda fakti, ka tā pārvietojas ārkārtīgi lēni un vispār nedarbojas ar parasto vielu.
Vēl nesen tumšā matērija un tumšā enerģija tika uzskatītas par atsevišķām parādībām. Bet daži zinātnieki jau sen domā, vai tās nav atšķirīgas viena un tā paša faktora izpausmes? Pēdējais jautājums ir galvenās idejas pamatā, kas balstās uz jaunu teoriju, kuras pamatā ir Lambda-CDM modelis un kuru izvirzīja Oksfordas universitātes astrofiziķis Džeimijs Farness.
Reklāmas video:
Saskaņā ar jauno Farnes teoriju, 95 procenti Visuma tilpuma ir piepildīti ar kaut kādu “tumšu šķidrumu”, un tumšā matērija un tumšā enerģija ir tikai dažādas tā izpausmes fiziskajā līmenī. Un šī teorija, starp citu, ļoti labi apraksta dažas "tumšo faktoru" īpašības, kuras iepriekš neko citu nevarēja aprakstīt.
Visuma aizpildošajam "tumšajam šķidrumam" jābūt ar negatīvu masu. Tas izklausās pēc kaut kā no zinātniskās fantastikas, tomēr pat no Ņūtona fizikas viedokļa tas ir iespējams, pagaidām tikai hipotētiski. Objektiem ar negatīvu masu jābūt pilnīgi unikālām un eksotiskām īpašībām. Šādiem objektiem jārada negatīvi gravitācijas spēki, atgrūžot, nevis piesaistot citus objektus.
Ja mēs pieņemam, ka telpa ir piepildīta ar "tumšu šķidrumu" ar negatīvu masu, tad tā negatīvais smagums radītu efektus, kas pilnībā atbilst novērotajām parādībām, kurām tika piedāvāts tumšās enerģijas jēdziens. Un tas, kas aizkavē galaktiku veidošanos, nav nevis tumšās matērijas kopu pozitīvais smagums, bet gan apkārtējo "tumšā šķidruma" negatīvais smagums. Citiem vārdiem sakot, galaktikas ir sava veida parastās vielas "burbuļi", kas peld "tumšā šķidruma" kosmiskajā okeānā.
Viens no galvenajiem jaunās teorijas jautājumiem ir negatīvās masas jautājums, par kuru joprojām nav apstiprinājuma. Tomēr savā teorijā Farnes norāda, ka arī visiem citiem fiziskajiem spēkiem ir negatīvas vērtības, tad kāpēc masa un smagums nevar būt pozitīvi un negatīvi? Jāatzīmē, ka dažu nesenu pētījumu rezultāti runā par labu jaunajai teorijai, kuras laikā zinātniekiem izdevās iegūt šķidrumus un daļiņas, kas demonstrē īpašības, jo tajās ir negatīva masa.
Otrais pretrunīgi vērtētais jaunās teorijas punkts ir tāds, ka, paplašinoties Visumam, "tumšā šķidruma" blīvumam vajadzētu samazināties tik daudz, ka tā negatīvās masas iedarbībai vairs nebūtu jūtamas ietekmes uz visu ap to. Farnes to skaidroja ar noteikta "radīšanas tensora" klātbūtni savos vienādojumos, saskaņā ar kuriem Visumā pastāvīgi tiek veidota jauna viela ar negatīvu masu, kas ļauj visu laiku uzturēt "tumšā šķidruma" blīvumu salīdzinoši nemainīgā līmenī.
Ja Farnesa teorija ir pareiza, tad visi mēģinājumi medīt tumšās vielas daļiņas jau iepriekš ir lemti neveiksmei, kas pilnībā atbilst šajā virzienā veikto eksperimentu rezultātiem. Protams, ir ļoti labas iespējas, ka Farnesa teorija ir tālu no realitātes. Jebkurā gadījumā Farnes un viņa kolēģi jau plāno izmantot kvadrātkilometru masīva (SKA) teleskopu, lai veiktu novērojumus un meklētu dažus efektus, kas varētu kalpot par "tumšā šķidruma" teorijas apstiprinājumu, tostarp meklējot pazīmes, kas norāda uz objektiem ar negatīvu masu Visumā.