Het standaardmodel van deeltjesfysica is de beste weerspiegeling van ons huidige begrip van hoe het universum werkt en hoe het werkt. Dit model betreft echter slechts vijf procent van wat er om ons heen is, de rest bestaat uit zogenaamde donkere materie en donkere energie waarvan wetenschappers zich alleen bewust werden van indirecte gegevens, van gravitatie-interacties met objecten die uit gewone materie bestaan. …
En onlangs heeft een van de fysici van de Universiteit van Oxford een nieuwe theorie naar voren gebracht volgens welke donkere materie en donkere energie manifestaties zijn van dezelfde factor - de zogenaamde "donkere vloeistof", die een negatieve massa heeft, die het hele universum vult.
Donkere energie en donkere materie zijn concepten die zijn aangenomen om de "gaten" tussen het theoretische deel (het standaardmodel) en de resultaten van feitelijke waarnemingen te dichten. De door astronomen waargenomen beweging en verspreiding van sterrenstelsels in het universum is bijvoorbeeld onmogelijk als alleen rekening wordt gehouden met de massa van de materie die kan worden waargenomen. En sinds de jaren dertig wordt het bestaan van een onzichtbare extra massa vergeleken met het bestaan van onzichtbare donkere materie.
Donkere energie is een frisser concept dan donkere materie. Bij het observeren van de versnelling van de uitdijing van het heelal, die werd ontdekt in 1998, hebben wetenschappers de veronderstelling naar voren gebracht dat er een factor is die hiervoor verantwoordelijk is. En deze factor wordt donkere energie genoemd.
Nu vormen de concepten van donkere materie en donkere energie, gecombineerd met de theorie van het standaardmodel, de basis van de huidige belangrijkste kosmologische theorie die verband houdt met de oerknal en Lambda-CDM wordt genoemd. De term "Lambda" in de titel duidt donkere energie aan als een soort fysieke constante, en de afkorting "CDM" betekent koude donkere materie. De lage "temperatuur" van donkere materie wordt aangegeven door de feiten dat het extreem langzaam beweegt en helemaal geen interactie heeft met gewone materie.
Tot voor kort werden donkere materie en donkere energie als afzonderlijke verschijnselen beschouwd. Maar sommige wetenschappers hebben zich lang afgevraagd of het geen verschillende manifestaties zijn van dezelfde factor? De laatste vraag is het sleutelidee achter een nieuwe theorie gebaseerd op het Lambda-CDM-model en naar voren gebracht door Jamie Farnes, een astrofysicus aan de Universiteit van Oxford.
Promotie video:
Volgens de nieuwe theorie van Farnes is 95 procent van het volume van het universum gevuld met een soort "donkere vloeistof", en donkere materie en donkere energie zijn slechts verschillende manifestaties ervan op fysiek niveau. En deze theorie beschrijft trouwens heel goed enkele van de kenmerken van de 'duistere factoren' die voorheen door niets anders konden worden beschreven.
De "donkere vloeistof" die het heelal vult, moet een negatieve massa hebben. Het klinkt als iets uit sciencefiction, maar zelfs vanuit het oogpunt van de Newtoniaanse fysica is dit mogelijk, tot dusverre alleen hypothetisch. Objecten met een negatieve massa moeten volledig unieke en exotische eigenschappen hebben. Dergelijke objecten moeten negatieve zwaartekrachten creëren door andere objecten af te weren in plaats van aan te trekken.
Als we aannemen dat de ruimte gevuld is met "donkere vloeistof" met negatieve massa, dan zou de negatieve zwaartekracht effecten creëren die volledig overeenkomen met de waargenomen verschijnselen, waarvoor het concept van donkere energie werd voorgesteld om te verklaren. En wat sterrenstelsels tegenhoudt, is niet de positieve zwaartekracht van de donkere-materieclusters, maar de negatieve zwaartekracht van de "donkere vloeistof" die hen omringt. Met andere woorden, melkwegstelsels zijn een soort "bellen" van gewone materie die drijven in de kosmische oceaan van "donkere vloeistof".
Een van de belangrijkste vragen van de nieuwe theorie is de kwestie van de negatieve massa, waarvoor nog steeds geen bevestiging van het bestaan ervan bestaat. In zijn theorie wijst Farnes er echter op dat alle andere fysieke krachten ook negatieve waarden hebben, dus waarom kunnen massa en zwaartekracht niet positief en negatief zijn? Opgemerkt moet worden dat de resultaten van enkele recente studies in het voordeel van de nieuwe theorie spreken, in de loop waarvan wetenschappers erin geslaagd zijn vloeistoffen en deeltjes te verkrijgen die eigenschappen vertonen vanwege de aanwezigheid van negatieve massa erin.
Het tweede controversiële punt van de nieuwe theorie is dat naarmate het heelal uitdijt, de dichtheid van de "donkere vloeistof" zo veel zou moeten afnemen dat de effecten van de negatieve massa ervan geen tastbaar effect meer hebben op alles eromheen. Farnes verklaarde dit door de aanwezigheid van een bepaalde "scheppingskracht" in zijn vergelijkingen, volgens welke voortdurend nieuwe materie met negatieve massa wordt gecreëerd in het heelal, waardoor de dichtheid van de "donkere vloeistof" altijd op een relatief constant niveau kan worden gehouden.
Als de theorie van Farnes correct is, zijn alle pogingen om op donkere materiedeeltjes te jagen op voorhand gedoemd te mislukken, wat volledig consistent is met de resultaten van experimenten die in deze richting zijn uitgevoerd. De kans is natuurlijk zeer groot dat de theorie van Farnes verre van werkelijkheid is. Hoe dan ook, Farnes en zijn collega's zijn al van plan om de Square Kilometre Array (SKA) -telescoop te gebruiken om waarnemingen te doen en te zoeken naar effecten die zouden kunnen dienen als bevestiging van de theorie van "donkere vloeistof", inclusief het zoeken naar tekenen van het bestaan van objecten met een negatieve massa in het universum.
