Вчені з Оксфордського університету знайшли ймовірну відповідь на одне з найважливіших питань сучасної фізики. У новій статті, опублікованій в журналі Astronomy & Astrophysics, вони об'єднують темну матерію і темну енергію в один феномен: за їхніми словами, це рідина, що володіє «негативною масою». Якби вам довелося штовхати негативну масу, вона б стала прискорюватися у напрямку до вас. Ця нова теорія також може стати доказом передбачення Ейнштейна, зробленого 100 років тому.

Сучасна загальноприйнята модель Всесвіту, відома як Лямбда-CDM (ΛCDM), нічого не говорить про те, чим фізично є темна матерія і темна енергія. Ми знаємо про них тільки завдяки їх гравітаційному ефекту, який чиниться на спостережуване речовина.

Модель, представлена ​​доктором Джеймі Фарнсом з Оксфорда, пропонує нове пояснення цим феноменам.

«Ми вважаємо, що темну матерію і темну енергію можна об'єднати в рідину, що має деяким типом« негативної енергії », відразливу від себе весь інший матеріал. І хоча ця речовина незвично для нас, воно передбачає, що космос симетричний як в позитивних, так і негативних якостях », - говорить доктор Фарнс.

Симуляція, що показує формування гало з 45 тисяч негативних мас навколо галактики в 5 тисяч позитивних мас / © Oxford University

Раніше існування негативного речовини було виключено, оскільки вважалося, що цей матеріал втратив би щільність в процесі розширення Всесвіту, що суперечить спостереженнями, що вказує на сталість темної матерії з плином часу. Однак робота доктора Фарнса застосовує «тензор створення», який має на увазі постійне поява негативних мас. Це показує, що при постійному появі негативних мас рідина з негативною масою розбавляється в процесі розширення космосу. Більш того, вона ідентична темної енергії.

Теорія доктора Фарнса також надає перші точні передбачення поведінки гало темної матерії. Більшість галактик обертається так швидко, що вони повинні розпадатися на частини. Це, в свою чергу, дає підстави припускати, що від розпаду їх утримує невидиме «гало» темної матерії. Нове дослідження також включає симуляцію властивостей негативною маси, пророкує формування гало темної матерії - подібного тим, існування яких передбачається в результаті спостережень на сучасних радіотелескопах.

Альберт Ейнштейн висловив перше припущення про «темної Всесвіту» 100 років тому, коли виявив в своїх рівняннях параметр, відомий як «космологічна стала», яку сьогодні прийнято вважати синонімом темної енергії. Відомо, що Ейнштейн назвав космологічні постійну своєї «найбільшою помилкою», хоча сучасні астрофізичні спостереження доводять, що це реальний феномен. У записах 1918 року, описуючи космологічні постійну, вчений міркував, що теорію необхідно модифікувати так, щоб це порожній простір грало роль притягнення негативних мас, поширених по всьому міжзоряному просторі. Тим самим Ейнштейн, можливо, передбачив Всесвіт, наповнену негативними масами.

«Попередні підходи до об'єднання темної енергії і темної матерії намагалися модифікувати Загальну теорію відносності Ейнштейна, що виявилося неймовірно складним завданням. Новий же підхід бере дві старі ідеї, сумісні з теорією Ейнштейна, - негативні маси і створення речовини - і поєднує їх, - пояснює Фарнс. - Результат виходить красивим: темна енергія і темна матерія можуть бути об'єднані в єдине речовина, причому обидва ефекту легко пояснюються перенесенням речовини з позитивною масою на море негативних мас ».

Теорію доктора Фарнса випробують за допомогою передових радіотелескопів обсерваторії SKA (Square Kilometre Array), з якою співпрацює Оксфордський університет.