Standardni model fizike čestica najbolji je odraz našeg trenutnog razumijevanja kako svemir funkcionira i kako funkcionira. Međutim, ovaj se model odnosi na samo pet posto onoga što je oko nas, a ostalo se sastoji od onoga što se naziva tamna materija i tamna energija o kojoj su znanstvenici postali svjesni samo iz neizravnih podataka, iz gravitacijskih interakcija s objektima koji se sastoje od obične materije …
I nedavno je jedan od fizičara sa Sveučilišta Oxford iznio novu teoriju prema kojoj su tamna tvar i tamna energija manifestacija istog faktora - takozvane "tamne tekućine", koja ima negativnu masu, koja ispunjava čitav svemir.
Tamna energija i tamna tvar su koncepti usvojeni za ubacivanje "rupa" između teorijskog dijela (standardni model) i rezultata stvarnih opažanja. Na primjer, gibanje i raspodjela galaksija u svemiru koje promatraju astronomi nemoguće je ako se uzme u obzir samo tvar koja se može vidjeti. A od 1930-ih postojanje nevidljive dodatne mase uspoređivano je s postojanjem nevidljive tamne materije.
Tamna energija je svježiji pojam od tamne materije. Promatrajući ubrzanje širenja svemira, otkriveno 1998. godine, znanstvenici su iznijeli pretpostavku da postoji faktor koji je za to odgovoran. A taj se faktor naziva tamna energija.
Sada su koncepti tamne materije i tamne energije, u kombinaciji s teorijom Standardnog modela, osnova trenutne glavne kozmološke teorije povezane s Velikim praskom i nazvana Lambda-CDM. Izraz "Lambda" u naslovu označava tamnu energiju kao neku vrstu fizičke konstante, a kratica "CDM" znači hladna tamna tvar. Niska "temperatura" tamne materije ukazuje na činjenice da se ona kreće izuzetno sporo i da uopće ne komunicira s običnom materijom.
Donedavno su se tamne materije i tamna energija smatrali zasebnim pojavama. No neki su se znanstvenici dugo pitali nisu li to različite manifestacije istog faktora? Ovo posljednje pitanje je ključna ideja nove teorije koja se temelji na modelu Lambda-CDM, a koju je iznio Jamie Farnes, astrofizičar sa Sveučilišta u Oxfordu.
Promotivni video:
Prema novoj Farnesovoj teoriji, 95 posto volumena svemira je ispunjeno nekom vrstom "tamne tekućine", a tamna tvar i tamna energija su samo različite njegove manifestacije na fizičkoj razini. I ova teorija, usput, vrlo dobro opisuje neke karakteristike "mračnih faktora" koje prije nije moglo opisati ništa drugo.
"Tamna tekućina" koja ispunjava Svemir mora imati negativnu masu. Zvuči kao nešto iz znanstvene fantastike, međutim, čak i s gledišta newtonske fizike, to je moguće, za sada samo hipotetski. Predmeti s negativnom masom moraju imati potpuno jedinstvena i egzotična svojstva. Takvi objekti moraju stvarati negativne gravitacijske sile odbijanjem, a ne privlačenjem drugih objekata.
Ako pretpostavimo da je prostor ispunjen "tamnom tekućinom" s negativnom masom, tada bi njegova negativna gravitacija stvorila učinke koji u potpunosti odgovaraju promatranim pojavama, a za koje je predložen koncept tamne energije. A ono što zadržava galaksije nije pozitivna gravitacija iz klastera tamne materije, već negativna gravitacija "tamne tekućine" koja ih okružuje. Drugim riječima, galaksije su svojevrsni "mjehurići" obične materije koja pluta u kozmičkom oceanu "tamne tekućine".
Jedno od glavnih pitanja nove teorije je pitanje negativne mase, za koje još uvijek nema potvrde o njegovom postojanju. Međutim, u svojoj teoriji Farnes ističe da i sve ostale fizičke sile imaju negativne vrijednosti, pa zašto masa i gravitacija ne mogu biti pozitivni i negativni? Treba napomenuti da rezultati nekih novijih studija govore u prilog novoj teoriji, tijekom koje su znanstvenici uspjeli dobiti tekućine i čestice koje pokazuju svojstva zbog svoje negativne mase.
Druga kontroverzna točka nove teorije je da se kako se svemir širi, gustoća "tamne tekućine" trebala bi se toliko smanjiti da bi učinci njegove negativne mase trebali prestati imati opipljiv učinak na sve oko sebe. Farnes je to objasnio prisutnošću određenog "tenzora stvaranja" u njegovim jednadžbama, prema kojem se u Svemiru neprestano stvaraju nove materije s negativnom masom, što omogućava održavanje gustoće "tamne tekućine" na relativno konstantnoj razini cijelo vrijeme.
Ako je Farnesova teorija točna, onda su svi pokušaji lova na čestice tamne materije unaprijed osuđeni na neuspjeh, što je u potpunosti u skladu s rezultatima pokusa izvedenih u tom smjeru. Naravno, vrlo su dobre šanse da je Farnesova teorija daleko od stvarnosti. Bilo kako bilo, Farnes i njegovi kolege već planiraju koristiti teleskop Square Kilometer Array (SKA) za promatranje i traženje nekih efekata koji bi mogli poslužiti kao potvrda teorije "tamne tekućine", uključujući potragu za znakovima postojanja objekata s negativnom masom u svemiru.