Ученые из Оксфордского университета, возможно, сумели решить один из самых больших вопросов в современной физике. Новое исследование объединяет темную материю и темную энергию в единое явление – жидкость с «отрицательной массой». Новая теория способна доказать правильность 100-летнего предсказания Эйнштейна.
Современная модель Вселенной (LambdaCDM) не раскрывает физических характеристик загадочных темной материи и темной энергии. Все наши предположения строятся только на гравитационных эффектах при контакте с видимой материей. Новая модель полагает, что эти понятия можно объединить в единую жидкость с отрицательным типом гравитации, то есть, отталкивает материал вокруг себя.
Экзотическая материя (отрицательная) ранее исключалась из расчетов, потому что полагали, что такой материал станет менее плотным в процессе расширения Вселенной, что противоречит наблюдениям, показывающим, что темная энергия не истощается с течением времени. Новое исследование показывает, что все большее количество отрицательных масс не разбавляется при расширении пространства. Фактически, такая жидкость кажется идентичной темной энергии.
Новая теория позволяет вывести первые правильные предсказания поведения гало темной материи. Большая часть галактик вращаются настолько стремительно, что должны разрываться на части, а значит невидимое гало темной материи удерживает их вместе. В последнем исследовании провели компьютерное моделирование свойств отрицательной массы, предсказывающее формирование гало темной материи, что сходится с современными наблюдениями в радиотелескопы.
Впервые на существование темной материи намекнул Альберт Эйнштейн 100 лет назад, когда вывел параметр космологической постоянной. Он назвал ее своей «самой большой ошибкой», хотя современные выводы говорят о том, что это реальное явление. В заметках 1918 года он писал, что «требуются модификации теории, так как пустое пространство играет роль гравитирующих отрицательных масс, распределенных по всему межзвездному пространству».
Предыдущие подходы к объединению темной энергии и темной материи пытались изменить общую теорию относительности, что оказалось невероятно сложно сделать. Новый метод использует две старые идеи, совместимые с теорией Эйнштейна (отрицательные массы и создание материи), и объединяет их вместе.
Чтобы доказать новую теорию, потребуется провести тесты на ультрасовременном радиотелескопе SKA (Square Kilometre Array). Новая расширенная версия LambdaCDM сможет точно соответствовать другим наблюдательным данным космологии. И выходит, что многолетняя загадка отсутствия 95% материи решилась бы самым простым способом.
