Gli scienziati dell'Università di Oxford potrebbero aver risolto una delle più grandi domande della fisica moderna, con un nuovo documento che unifica la materia oscura e l'energia oscura in un unico fenomeno:un fluido che possiede "massa negativa". accelererebbe verso di te. Questa stupefacente nuova teoria potrebbe anche dare ragione a una previsione fatta da Einstein 100 anni fa.

La nostra corrente, modello ampiamente riconosciuto dell'Universo, chiamato LambdaCDM, non ci dice nulla su come siano fisicamente la materia oscura e l'energia oscura. Li conosciamo solo per gli effetti gravitazionali che hanno sugli altri, materia osservabile.

Questo nuovo modello, pubblicato oggi in Astronomia e Astrofisica , dal Dr. Jamie Farnes dell'Oxford e-Research Centre, Dipartimento di Scienze dell'Ingegneria, offre una nuova spiegazione. Il Dr. Farnes afferma:"Ora pensiamo che sia la materia oscura che l'energia oscura possano essere unificate in un fluido che possiede un tipo di 'gravità negativa, " respingendo ogni altro materiale intorno a loro. Sebbene questa materia sia peculiare per noi, suggerisce che il nostro cosmo è simmetrico sia in qualità positive che negative."

L'esistenza di materia negativa era stata precedentemente esclusa poiché si pensava che questo materiale sarebbe diventato meno denso man mano che l'Universo si espandeva, il che è contrario alle nostre osservazioni che mostrano che l'energia oscura non si assottiglia nel tempo. Però, La ricerca del Dr. Farnes applica un "tensore della creazione, " che consente la creazione continua di masse negative. Dimostra che quando sempre più masse negative esplodono continuamente nell'esistenza, questo fluido di massa negativa non si diluisce durante l'espansione del cosmo. Infatti, il fluido sembra essere identico all'energia oscura.

La teoria del Dr. Farnes fornisce anche le prime previsioni corrette sul comportamento degli aloni di materia oscura. La maggior parte delle galassie ruota così rapidamente che dovrebbero disgregarsi, il che suggerisce che un invisibile "alone" di materia oscura li tenga insieme. La nuova ricerca pubblicata oggi presenta una simulazione al computer delle proprietà della massa negativa, che predice la formazione di aloni di materia oscura proprio come quelli dedotti dalle osservazioni con i moderni radiotelescopi.

Albert Einstein ha fornito il primo indizio dell'universo oscuro esattamente 100 anni fa, quando scoprì un parametro nelle sue equazioni noto come "costante cosmologica, " che ora sappiamo essere sinonimo di energia oscura. Einstein chiamò notoriamente la costante cosmologica il suo "più grande errore", " sebbene le moderne osservazioni astrofisiche dimostrino che si tratta di un fenomeno reale. In note risalenti al 1918, Einstein descrisse la sua costante cosmologica, scrivendo che "è necessaria una modifica della teoria in modo tale che lo "spazio vuoto" assuma il ruolo di gravitare masse negative che sono distribuite in tutto lo spazio interstellare." È quindi possibile che lo stesso Einstein abbia predetto un universo pieno di massa negativa.

Il Dr. Farnes afferma:"I precedenti approcci alla combinazione di energia oscura e materia oscura hanno tentato di modificare la teoria della relatività generale di Einstein, che si è rivelato incredibilmente impegnativo. Questo nuovo approccio prende due vecchie idee che sono note per essere compatibili con la teoria di Einstein - masse negative e creazione di materia - e le combina insieme.

"Il risultato sembra piuttosto bello:energia oscura e materia oscura possono essere unificate in un'unica sostanza, con entrambi gli effetti spiegabili semplicemente come materia di massa positiva che naviga su un mare di masse negative".

La prova della teoria del Dr. Farnes verrà dai test eseguiti con un radiotelescopio all'avanguardia noto come Square Kilometer Array (SKA), uno sforzo internazionale per costruire il più grande telescopio del mondo in cui l'Università di Oxford sta collaborando.

Il Dr. Farnes aggiunge:"Ci sono ancora molti problemi teorici e simulazioni computazionali su cui lavorare, e LambdaCDM ha quasi 30 anni di vantaggio, ma non vedo l'ora di vedere se questa nuova versione estesa di LambdaCDM può corrispondere con precisione ad altre prove osservative della nostra cosmologia. Se reale, suggerirebbe che il 95% mancante del cosmo avesse una soluzione estetica:avevamo dimenticato di includere un semplice segno meno".