Оксфордский учёный объединил тёмную материю с тёмной энергией

«Вести.Наука» (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали о том, что такое тёмная материя и тёмная энергия. На эти две загадочные субстанции в сумме приходится 95% энергии во Вселенной. Но человечеству по-прежнему неизвестно, какова их физическая природа.

Доктор Джейми Фарнс (Jamie Farnes) из Оксфордского университета построил модель, в которой обе они являются одним и тем же веществом, обладающим экзотическим свойством: отрицательной массой. Его научная статья опубликована в журнале Astronomy & Astrophysics.

Отрицательная масса должна обладать отталкивающей гравитацией, а не притягивающей, как положительная. Само по себе её существование не противоречит общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна, которая подтверждена многочисленными и разнообразными фактами и на сегодняшний день является практически общепринятой.

Более того, как подчёркивается в пресс-релизе нового исследования, сам великий физик и предложил идею отрицательной массы для объяснения космологической постоянной (которая теперь связывается с тёмной энергией).

Однако наблюдения не подтвердили эту гипотезу. Согласно уравнениям теории, плотность отрицательной массы должна убывать по мере расширения Вселенной. Поэтому влияние тёмной энергии (если она действительно представляет собой вещество с отрицательной массой) со временем должно ослабевать. Однако наблюдения показывают, что это не так.

Чтобы обойти эту трудность, Фарнс ввёл так называемый «тензор творения». Фактически он предположил, что вещество с отрицательной массой непрерывно создаётся из ничего. Как подчёркивает исследователь, это тоже не противоречит ОТО.

«Предыдущие подходы к объединению тёмной энергии и тёмной материи были попытками изменить общую теорию относительности Эйнштейна, что оказалось невероятно сложным. Этот новый подход использует две старые идеи, которые, как известно, совместимы с теорией Эйнштейна – отрицательную массу и создание материи – и объединяет их вместе», – заявляет Фарнс.

Физик провёл компьютерное моделирование свойств введённой им гипотетической субстанции. Оказалось, что она собирается в гало вокруг галактик, как тёмная материя, и обеспечивает ускоренное расширение Вселенной, как тёмная энергия.

Интересно, что теория Фарнса приводит к циклической Вселенной, в которой постоянная Хаббла со временем меняется, а расширение рано или поздно сменяется сжатием.

Важно, что введённая учёным «отрицательная материя» отличается от общепринятых моделей тёмной материи и тёмной энергии по некоторым потенциально наблюдаемым свойствам. Речь идёт о тонких эффектах, связанных с далёкими сверхновыми, реликтовым излучением и скоплениями галактик.

На сегодняшний день наблюдательных данных недостаточно, чтобы подтвердить или опровергнуть предложенную Фарнсом модель. Однако будущие наблюдения помогут это сделать. В частности, первые такие данные должны быть получены на радиотелескопе SKA, который планируется запустить уже в 2020 году.

Кроме того, разумеется, теоретические выкладки исследователя должны быть проверены независимыми экспертами.

Напомним, что ранее «Вести.Наука» (nauka.vesti.ru) писали о том, как физики вернули тёмную энергию в теорию струн,  и чем в разгадке её тайны могут помочь «пчелиные соты» из галактик. Мы также рассказывали о том, как наблюдения «Хаббла» разошлись со стандартным представлением о тёмной материи, и о странном движении галактик, которое также ставит под вопрос правильность существующей модели тёмной материи.