Galaktikos sukasi apie savo ašį greičiau nei turėtų. Erdvė plečiasi, nors ir neturėtų. O pabandžius iš fizikinės pusės pažvelgti į šių reiškinių priežastis akyse aptemsta, rašo „Science Alert“.
Vienas iš galimų fizikinių sprendimų yra hipotetinis neigiamos masės skystis. Tiesa, ir jo iki šiol dar niekas niekada nėra matęs. Bet kadangi niekas nematė nei tamsiosios energijos, nei tamsiosios materijos, tai galbūt nereikėtų atmesti ir šio varianto? Oksfordo universiteto (JK) fizikas Jamie Farnesas pasiūlė grįžti prie ištakų, prie Alberto Einsteino Bendrosios reliatyvumo teorijos – tos pačios, kuri nusako gravitaciją per erdvėlaikio geometriją – ir ją šiek tiek pakoreguoti, teoriškai taptų įmanomas materijos su neigiama mase egzistavimas.
Tokios keistos „stumiančios“ dalelės iškart išspręstu dvi ilgiausiai astrofizikams nepasiduodančias problemas: kodėl besisukančios galaktikos nesubyra ir kodėl Visata auga taip greitai, lyginant su ankstesniu augimu? Šiuo metu geriausias fizikų siūlomas paaiškinimas kiekvienam iš šių klausimų – kad arba stūmimą, arba traukimą atlieka kažkas labai jau sunkiai aptinkamo. Tamsioji medžiaga yra atsakinga už „traukimą“ – jos gravitacinė trauka palaiko žvaigždžių ir galaktikų vientisumą.
Fizikai beveik įsitikinę, kad už visa tai atsakingos kokios nors masyvios dalelės, kurios su regimąja medžiaga sąveikauja tik per gravitacinį poveikį, tad jų įžiūrėti praktiškai neįmanoma. Tuo tarpu tamsioji energija yra taip pat teorinis reiškinys, veikiantis priešingai, nei gravitacinės jėgos: dėl jos didelio masto struktūros tolsta viena nuo kitos ir mums atrodo, kad Visata plečiasi vis didėjančiu greičiu. Šiuo metu tai yra geriausi mūsų turimi paaiškinimai tam, ko nesuprantame. Žinoma, pasiūlymų, kokia yra tamsiosios materijos ar tamsiosios energijos prigimtis yra apstu. Tačiau tai nepadeda – jų niekaip nepavyksta nustatyti eksperimentiniais bandymais. Nepadeda net tai, kad tamsioji materija ir tamsioji energija kartu sudaro apie 95 procentus visos kosmoso energijos ir materijos. „Kaip ir gėda. Bet astrofizikai tą pripažįsta pirmi“, – sakė J. Farnesas.
J. Farnesas svarsto, kad galbūt tie 95 proc. tamsos yra vienas ir tas pats dalykas. Dėl to jis pasiūlė viską smelkiančio „tamsiojo skysčio“ hipotezę: šis dalykas randasi tuščioje erdvėje ir silpnai nuo savęs stumia aplinkinę medžiagą. Toks tamsusis skystis ne tik stumtų galaktikas vieną nuo kitos, taip nuolat sukuriant papildomos erdvės, kurią galėtų užimti naujas tamsusis skystis – jis stumtų ir galaktikų pakraščius, kad juose esančios žvaigždės neišsprūstų į tarpgalaktinę erdvę.
Fizikinių teorijų kontekste tai atrodo šykštuoliškas bandymas vienu šūviu nušauti du zuikius. Arba viena teorija aprėpti du skirtingus reiškinius. J. Farnesas teigia, kad jo neigiamos masės modelius galima būtų išbandyti pasinaudojus galaktikų pasiskirstymo duomenimis, kuriuos surinko „Square Kilometer Array“ teleskopų masyvas. „Panašu, kad rezultatas būtų žavingas. Tamsiąją materiją ir tamsiąją energiją būtų galima suvienyti į vieną substanciją, kurios stūmimo ir traukimo poveikį galima būtų paaiškinti kaip teigiamos masės medžiagą, plūduriuojančią neigiamos masės jūroje“, – aiškino fizikas.
Na taip, žavinga. Bet net ir pats J. Farnesas sutinka, kad, vertinant fizikinį pagrindimą, ši jo teorija yra šiek tiek „plaukiojanti“. Visų pirma, nors ir įmanoma aptikti reiškinių, kurie pasireiškia į neigiamą masę panašiomis charakteristikomis, tai toli gražu ne tas pats, kaip savaime atsirandančios neigiamos masės dalelės.
Antra – nors kvantinė mechanika iš tiesų prognozuoja, kad dalelės gali rastis ir išnykti vakuume – fizika kreivai žiūri į nepaliaujamą neigiamos masės jūros susidarinėjimą. Kita vertus, ir pats A. Einsteinas, besudarinėdamas bendrojo reliatyvumo teoriją, buvo iškėlęs panašaus darinio koncepciją. Taigi, matematiškai ji nėra neįmanoma. „Vertinant Niutono teorijos rėmuose, reikalinga mano teorijos modifikacija, pagal kurią „tuščia erdvė“ atliktų gravitacinį poveikį turinčios neigiamos masės, pasiskirsčiusios visoje tarpžvaigždinėje erdvėje, vaidmenį“, – rašė jis.
Tiesa, vėliau tuščios erdvės neigiamos masės koncepciją jis atmetė kaip vieną didžiausių savo klaidų. Kaip bebūtų, mes dar neturime aiškaus atsakymo, kas stumia žvaigždes vieną prie kitos, o galaktikas – vieną nuo kitos. Tam atvejui, jeigu vienos idėjos būtų paneigtos, mums reikėtų turėti ir atsarginių minčių. O būtent tokia atsargine mintimi ir galima būtų pavadinti J. Farneso Visatos, persmelktos tamsiuoju skysčiu, hipotezę. „Jeigu pasiteisintų, tai paaiškėtų, kad 95 proc. trūkstamos visatos problemą galima išspręsti paprasčiausiu estetiniu sprendimu: tiesiog pamiršome iš priekio prirašyti minuso ženklą“, – sakė jis.
