Naučnici sa Univerziteta u Oxfordu možda su došli do rješenja najveće zagonetke u modernoj fizici – problema tamne tvari, javlja portal Phys.org.
Naime, u svojem su najnovijem istraživanju predstavili teoriju koja tamnu tvar i tamnu energiju ujedinjuje u jedan fenomen, fluid koji ima negativnu masu. Prema toj teoriji, ako odgurnemo negativnu masu, ona bi trebala zapravo ubrzati prema nama.
Svemir s pozitivnim i negativnim karakteristikama
Trenutno nam općepriznati model svemira, naziva LambdaCDM, ne govori ništa o tome kako fizički izgledaju tamna tvar i tamna energija. Znamo da postoje samo zato što svojom gravitacijom utječu na vidljivu tvar u svemiru.
No najnovije istraživanje, objavljeno u časopisu Astronomy and Astrophysics, predstavlja nam drugačije objašnjenje.
”Smatramo da se tamna tvar i tamna energija mogu promatrati kao jedan fenomen, fluid koji posjeduje vrstu negativne gravitacije koja odbija sav okolni materijal od sebe. Mada nam se za sada sve to čini pomalo čudnim, fluid bi pretpostavio da je naš svemir simetričan u svojim pozitivnim i negativnim karakteristikama”, rekao je autor istraživanja, astrofizičar Jamie Farnes.
Predvidio halo tamne tvari
Koncept negativne materije prvotno je bio odbačen jer se smatralo kako bi takav tip tvari gubio gustoću kako se svemir širi, što se nije podudaralo s promatranjima koja su ukazivala na to da tamna energija vremenom ne postaje rjeđa.
No model Jamieja Farnesa uvodi novi faktor ”tenzor stvaranja” koji omogućuje da se negativna masa obnavlja tijekom vremena tj. kontinuirano stvara. Prema tom modelu, fluid ne gubi svoju gustoću prilikom širenja svemira, mada neprestano ispušta negativnu masu.
Istraživanje također nudi prva ispravna predviđanja ponašanja haloa tamne tvari. Halo tamne tvari je hipotetska komponenta galaksije koja omotava galaktički disk i prostire se iza ruba vidljive galaksije. Naime, većina galaksija rotira tolikim brzinama da bi se pritom trebale raspršiti, a to se ne događa, smatraju znanstvenici, jer ih nevidljiv halo mase drži na okupu.
Unutar studije predstavljena je kompjutorska simulacija karakteristika negativne mase koja predviđa stvaranje haloa tamne tvari koje je u skladu s aktualnim promatranjima svemira tj. halo se kao simulacijski izračun nalazi točno tamo gdje bi se trebao nalaziti.
Naš stručnjak skeptičan
Pitali smo našeg stručnjaka, teorijskog fizičara Nevenka Bilića, znanstvenog savjetnika (u mirovini) i bivšeg predsjednika Znanstvenog vijeća Instituta Ruđer Bošković, koliko mu se ova nova teorija čini vjerodostojnom.
”Negativna masa je prilično problematičan pojam i stoga sam dosta skeptičan. Ako postoji mogućnost kontinuirane kreacije negativne mase, onda imamo jedan paradoks u svemiru jer je tada možemo stvoriti koliko god hoćemo. Taj proces tada nema kraja i nezaustavljiv je”, objasnio je Nevenko Bilić.
”Iz tog sam razloga prilično skeptičan. Sa suradnicima sam radio na modelu sličnog tipa u kojem se tamna tvar i tamna energija ujedinjuju u jedan entitet. Međutim, mi smo uzeli da je tlak materije negativan, a ne masa”, dodao je.
Revolucionarno otkriće
”Ako bi se ovaj najnoviji model potvrdio, to bi bilo objašnjenje za tamnu materiju, za koju još uvijek nemamo definitivan model. Postoji puno mogućih modela, no ni jedan nije eksperimentalno potvrđen. Još uvijek je problem tamne materije otvoren”, smatra teorijski fizičar.
”Taj model bi trebao uspješno opisivati sve fenomene vezane uz tamnu materiju i tamnu energiju, a ne samo neke. Kada bi to uspio, to bi bilo revolucionarno otkriće. Pazite, neki modeli tamne materije imaju dobar opis astrofizičkih fenomena u galaksijama, a loš u kozmologiji i obratno. Dakle, model može neke fenomene opisivati dobro, a neke ne”, objasnio je za Index Nevenko Bilić.
”U svakom slučaju, da bi se potvrdio ovaj model, morao bi moći opisivati sve fenomene vezane za tamnu materiju i tamnu energiju”, dodao je.
Einstein predvidio postojanje svemira ispunjenog negativnom masom
Albert Einstein je prije 100 godina prvi puta nagovijestio postojanje ”tamnog” svemira. U svojim je jednadžbama naišao na takozvanu kozmološku konstantu, koju danas povezujemo s tamnom energijom. Einstein je koristio tu konstantu vjerujući da je svemir statičan, da se ne širi, i uveo ju je u svoje jednadžbe kao odbojnu silu koja uravnotežuje gravitacijsku silu privlačenja među galaksijama.
Kad je kasnije Hubble otkrio da se svemir širi, Einstein je konstantu izbacio iz jednadžba i rekao kako je ona ”njegov najveći promašaj”.
Einstein je 1918. godine pokušao objasniti kozmološku konstantu i napisao kako je ”potrebna takva prilagodba teorije koja bi omogućavala da ‘prazan prostor’ preuzme ulogu gravitirajućih negativnih masa koje su raspoređene diljem međuzvjezdanog prostora”. Time je, na neki način, predvidio postojanje svemira ispunjenog negativnom masom, piše Phys.org.
Tvrdi se da će najnoviju teoriju znanstvenici moći testirati putem radioteleskopa Square Kilometre Array (SKA), čim se dovrši njegova izgradnja.
