Без темної матерії і темної енергії: фізики вважають, що Всесвіт не такий, як ми думаємо

Опис нової моделі Всесвіту представлено в журналі Classical and Quantum Gravity, пише Phys.

З 70-х років минулого століття вчені знають про існування темної матерії, яка, як вважається, відповідає за утворення всіх великомасштабних структур у Всесвіті, тобто галактик і скупчень галактик. Також темна матерія не дозволяє цим структурам розвалитися на частини й утримує їх разом. З чого складається темна матерія фізики поки що не знають, хоча припускають, що це можуть бути елементарні частинки, які не входять до Стандартної моделі фізики елементарних частинок, і навіть первинні чорні діри, створені через невеликий проміжок часу після Великого вибуху. Останній, як припускає стандартна космологічна модель, що описує еволюцію космосу, і створив Всесвіт, у якому ми живемо майже 14 млрд років тому.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Щодо темної енергії, то про її існування фізики дізналися наприкінці 90-х років минулого століття. Хоча вже майже 100 років одвічно, що космос не є статичним і Всесвіт розширюється, майже 30 років тому вчені з'ясували, що це розширення відбувається з прискоренням. І за це прискорення відповідає темна енергія. Природа цієї сили невідома, як і природа темної матерії.

Тепер же автори нового дослідження запропонували нову модель Всесвіту, в якій не потрібна ні темна енергія, ні темна матерія, щоб пояснити її справжню природу. Ця теорія заснована на припущенні, що гравітація може існувати без маси. Але це суперечить загальній теорії відносності Ейнштейна, яка говорить нам, що гравітацію створюють об'єкти з масою.

За словами фізиків, нова модель може пояснити формування і стабільність великомасштабних структур Всесвіту, а також його прискорене розширення за допомогою тимчасових сингулярностей щільності, які впливають на весь простір.

У новій моделі немає таких екзотичних явищ, як "від'ємна маса" або від'ємна щільність. Згідно з новою теорією, Всесвіт розширюється через серію явищ, що поступово виникають, званих транзієнтними часовими сингулярностями. Вчені вважають, що вони наповнюють Всесвіт матерією та енергією, але виникають і зникають так швидко, що їх дуже складно виявити.

Нова модель припускає, що матерія та енергія з'являються і зникають як раптові спалахи і при цьому немає жодних порушень законів збереження маси та енергії. Фізики вважають, що через те, що сингулярності рідко виникають у часі та швидко зникають, це є причиною того, що дотепер не вдалося виявити безпосередньо темну матерію і темну енергію. Але походження цих часових сингулярностей невідоме.

Фізики вважають, що часові сингулярності в просторі замість темної матерії створюють щось, що називається негативним тиском. Це тип щільності енергії, схожий на щільність темної енергії, який може протистояти гравітації під час розширення космосу. Вчені вважають, що тимчасові сингулярності допомагають рівномірно розподілити енергію і матерію по Всесвіту і допомагають формувати галактики, а також керують розширенням космосу.

Тепер тільки залишилося перевірити цю теорію за допомогою спостережень. Можливо, вона знайде своє підтвердження, а значить це відкриття повністю змінить те, що ми знаємо про Всесвіт.

Як уже писав Фокус, фізики вперше побачили квантовий дощ. Виявляється, дуже холодний газ може поводитися як рідина. Вчені вперше побачили утворення крапель у надзвичайно розбавленому квантовому газі, яке було спричинене ефектами поверхневого натягу, схожими на ефекти у звичайній рідині.