Търсенето на тъмна материя се отменя: проста теория обяснява 95% от междузвездната „пустота“

А ако е имало повече от един Голям взрив?

Възможно ли е Вселената да еволюира на скокове, сякаш се изкачва по гигантска стълба? Физик от университета в Алабама предложи необичаен възглед за еволюцията на Космоса, който може да обясни най-загадъчните му свойства, без да включва тайнствени субстанции, които учените безуспешно търсят от десетилетия.

В продължение на почти един век астрономите наблюдават как галактиките се разпръскват все по-далеч една от друга с все по-нарастваща скорост. Стандартният космологичен модел обяснява това с действието на два хипотетични компонента. Тъмната материя, невидима за телескопите от всякакъв вид, със своята гравитация събира обикновеното вещество в галактиките и техните купове, формирайки едромащабната структура на Вселената. А мистериозната тъмна енергия, която изпълва цялото пространство, създава сила на антигравитация, принуждавайки космическите обекти да се разбягват все по-бързо и по-бързо. Според сегашните оценки видимата материя съставлява едва 5% от съдържанието на пространството, докато тъмните компоненти съставляват 95%.

Но професор Ричард Лиу доказа, че гравитационното взаимодействие може да съществува дори при липса на маса. Това преобръща всички класически представи за гравитацията! Вместо един-единствен Голям взрив, който е породил нашата реалност, изследователят предполага поредица от подобни събития – времеви сингулярности, когато обичайните закони на физиката за момент престават да действат.

В такива моменти космическото пространство мигновено се изпълва с допълнителна материя и енергия. Събитията се случват толкова бързо, че дори съвременните уреди не са в състояние да ги регистрират. В средата на XX век астрофизикът Фред Хойл предлага теорията за стационарна Вселена, в която материята непрекъснато се появява от празнотата, компенсирайки космическото разширение. Постоянната поява на материя обаче противоречи на фундаменталния закон за запазване на масата и енергията – принцип, според който енергията не възниква от нищото и не изчезва безследно, а само преминава от една форма в друга. Но концепцията за кратките проблясъци се вписва в общоприетия модел.

Всяка времева сингулярност поражда особен физически ефект – отрицателно налягане, подобно на това, което създава магнитно поле по силовите линии. Алберт Айнщайн пише за възможността за съществуването на такова явление през 1917 г. в статия за космологичната константа. Комбинацията от положителна енергийна плътност и отрицателно налягане предизвиква отблъскваща сила, която кара пространството да се разширява. Концепцията на Лиу не изисква въвеждането на екзотични понятия като „отрицателна маса“ или „отрицателна плътност“, като остава в рамките на доказани научни закономерности.

Между избухванията космосът се развива според нормалните закони. Случайните уплътнения, създадени по време на следващото избухване, постепенно се укрепват от гравитацията. По този начин се образуват галактики и галактични купове. Това означава, че „тъмните“ ефекти се проявяват само в кратките моменти на сингулярност – когато нова порция материя и енергия равномерно запълва пространството.

За да се провери новата теория, ще могат да се използват телескопи с висока разделителна способност – например обсерваторията Кек в Хавай или комплексът „Исак Нютон“ на остров Ла Палма. Когато наблюдават далечните галактики, астрономите измерват тяхното червено отместване – промяната в дължината на вълната на светлината, която показва колко бързо се отдалечава обектът. Колкото по-далеч е една галактика, толкова повече нейното излъчване се измества към червената част на спектъра поради разширяването на пространството.

Ако точността на измерванията е достатъчна, на графиката на зависимостта на разстоянието от червеното отместване трябва да се появят характерни скокове. Трябва да се отбележи, че за провеждането на подобни експерименти няма да са необходими космически телескопи като „Джеймс Уеб“ – достатъчни са възможностите на съвременните наземни обсерватории . Астрономите ще трябва да по нов начин да прегледат получените данни за стойностите на червеното отместване, за да видят предвидените от теорията стъпки в диаграмата на Хъбъл.

Ако хипотезата на Лиу се потвърди, физиците ще трябва да преразгледат фундаменталните си представи за структурата на Вселената. Историята на Вселената ще изглежда като поредица от кратки моменти на бързо пораждане на материя, разделени от дълги периоди на умерено развитие. Подобен сценарий не само обяснява наблюдаваните свойства на Космоса, но и зачерква десетилетията работа по търсенето на стерилни неутрино, аксиони, суперсиметрични частици и други хипотетични елементи от периферията на реалността.