Standardmodellen for partikelfysik er den bedste afspejling af vores nuværende forståelse af, hvordan universet fungerer, og hvordan det fungerer. Imidlertid angår denne model kun fem procent af hvad der er omkring os, resten består af, hvad der kaldes mørkt stof og mørk energi, som forskere kun blev opmærksomme på fra indirekte data, fra gravitationsinteraktioner med objekter bestående af almindeligt stof …
Og for nylig fremsatte en af fysikerne fra Oxford University en ny teori, hvorefter mørkt stof og mørk energi er manifestationer af den samme faktor - den såkaldte "mørke væske", der har en negativ masse, der fylder hele universet.
Mørk energi og mørkt stof er begreber, der er anvendt til at sætte "huller" mellem den teoretiske del (standardmodellen) og resultaterne af faktiske observationer. For eksempel er bevægelse og distribution af galakser i universet observeret af astronomer umulig, hvis der kun tages højde for den masse stof, der kan ses. Og siden 1930'erne er eksistensen af en usynlig ekstra masse sammenlignet med eksistensen af usynlig mørk stof.
Mørk energi er et friskere koncept end mørkt stof. Iagttagelse af accelerationen af udvidelsen af universet, som blev opdaget i 1998, har forskere fremført antagelsen om, at der er en faktor, der er ansvarlig for dette. Og denne faktor kaldes mørk energi.
Nu er begreberne mørkt stof og mørk energi kombineret med teorien om standardmodellen grundlaget for den nuværende vigtige kosmologiske teori, der er knyttet til Big Bang og kaldes Lambda-CDM. Udtrykket "Lambda" i titlen betegner mørk energi som en slags fysisk konstant, og forkortelsen "CDM" betyder koldt mørkt stof. Den lave "temperatur" i mørkt stof er indikeret af de kendsgerninger, at den bevæger sig ekstremt langsomt og ikke interagerer med almindeligt stof overhovedet.
Indtil for nylig blev mørkt stof og mørk energi betragtet som separate fænomener. Men nogle af forskerne har længe undret sig over, om de ikke er forskellige manifestationer af den samme faktor? Det sidste spørgsmål er nøgletanken bag en ny teori baseret på Lambda-CDM-modellen og fremsat af Jamie Farnes, en astrofysiker ved University of Oxford.
Salgsfremmende video:
I henhold til den nye teori om Farnes er 95 procent af universets volumen fyldt med en slags "mørk væske", og mørkt stof og mørk energi er bare forskellige manifestationer af det på det fysiske niveau. Og denne teori beskriver forresten meget godt nogle af egenskaberne ved de "mørke faktorer", som tidligere ikke kunne beskrives af noget andet.
Den "mørke væske", der fylder universet, skal have en negativ masse. Det lyder som noget fra science fiction, men selv fra Newtons fysiske synspunkt er dette muligt, indtil videre kun hypotetisk. Objekter med negativ masse skal have helt unikke og eksotiske egenskaber. Sådanne genstande skal skabe negative tyngdekræfter ved at afvise snarere end at tiltrække andre objekter.
Hvis vi antager, at rummet er fyldt med "mørk væske" med negativ masse, ville dens negative tyngdekraft skabe effekter, der fuldt ud svarer til de observerede fænomener, som begrebet mørk energi blev foreslået til at forklare. Og hvad der holder galakser tilbage, er ikke den positive tyngdekraft fra de mørke stofklynger, men den negative tyngdekraft af den "mørke væske", der omgiver dem. Med andre ord er galakser en slags "bobler" af almindeligt stof, der flyder i det kosmiske hav af "mørk væske".
Et af de vigtigste spørgsmål i den nye teori er spørgsmålet om negativ masse, som der stadig ikke er nogen bekræftelse af, at den eksisterer. I sin teori påpeger Farnes imidlertid, at alle andre fysiske kræfter også har negative værdier, så hvorfor kan ikke masse og tyngdekraft være positive og negative? Det skal bemærkes, at resultaterne af nogle nylige undersøgelser taler for den nye teori, i hvilke løbet af forskerne var i stand til at få væsker og partikler, der demonstrerer egenskaber på grund af tilstedeværelsen af negativ masse i dem.
Det andet kontroversielle punkt i den nye teori er, at når universet udvides, skal densiteten af den "mørke væske" falde så meget, at virkningerne af dens negative masse bør ophøre med at have en konkret effekt på alt omkring det. Farnes forklarede dette med tilstedeværelsen af en vis "skabelses tensor" i hans ligninger, hvorefter der konstant skabes nyt stof med negativ masse i universet, som tillader at holde tætheden af den "mørke væske" på et relativt konstant niveau hele tiden.
Hvis Farnes 'teori er korrekt, er alle forsøg på at jage efter partikler med mørkt stof dømt til at mislykkes på forhånd, hvilket er fuldt ud i overensstemmelse med resultaterne af eksperimenter udført i denne retning. Der er selvfølgelig meget gode chancer for, at Farnes's teori er langt fra virkeligheden. Uanset hvad planlægger Farnes og hans kolleger allerede planen om at bruge Square Kilometer Array (SKA) -teleskopet til at foretage observationer og søge efter nogle effekter, der kan tjene som bekræftelse af teorien om "mørk væske", herunder søgen efter tegn på eksistensen af objekter med negativ masse i universet.