Është e turpshme, por astrofizikanët janë të parët që e pranojnë këtë. Modeli ynë më i mirë teorik mund të shpjegojë vetëm 5% të universit. Pjesa e mbetur prej 95% është bërë shkëlqyeshëm pothuajse tërësisht nga materiali i padukshëm dhe i panjohur i quajtur energji e errët dhe lëndë e errët. Pra, edhe pse ka një miliard yje në universin e dukshëm, ato janë në të vërtetë shumë të rralla.

Të dyja substancat e errëta misterioze mund të nxirren vetëm nga efektet gravitacionale. Materia e errët mund të jetë një material i padukshëm, por ajo ushtron një forcë gravitacionale në materien përreth që mund të matet. Energjia e errët është një forcë e pështirë që e bën universin të zgjerohet me një ritëm të përshpejtuar. Të dyja këto janë trajtuar gjithmonë si fenomene të veçanta. Por studimi im i ri, i botuar në Astronomi dhe Astrofizikë, sugjeron se të dyja mund të jenë pjesë e të njëjtit koncept të çuditshëm – një “lëng i errët” i vetëm dhe i unifikuar i masave negative.

Masat negative janë një formë hipotetike e materies që do të kishte një lloj graviteti negativ – duke i refuzuar të gjitha materialet e tjera rreth tyre. Ndryshe nga masa e njohur pozitive, nëse një masë negative shtyhet, do të përshpejtonte më shumë drejt jush sesa larg prej jush.

Masat negative nuk janë një ide e re në kozmologji. Ashtu si lënda normale, grimcat masive negative u bënë më të përhapura teksa universi zgjerohej – domethënë forca e tyre gravitacionale do të bëhej më e dobët me kalimin e kohës. Megjithatë, studimet kanë treguar se forca që nxit zgjerimin e përshpejtuar të universit është vazhdimisht konstante. Kjo mospërputhje ka udhëhequr më parë studiuesit për ta braktisur këtë ide. Nëse ekziston një lëng i errët, nuk duhet të hollohet me kalimin e kohës.

Në studimin e ri, unë propozoj një modifikim të teorisë së Ajnshtajnit për relativitetin e përgjithshëm për të lejuar që masat negative jo vetëm të ekzistojnë, por të krijohen vazhdimisht. “Krijimi i materieve” ishte përfshirë tashmë në një teori alternative të hershme në Big Bang, i njohur si modeli i Shtetit të Qëndrueshëm. Supozimi kryesor ishte se materia (masa pozitive) u krijua vazhdimisht për të rimbushur materialin kur universi zgjerohet. Tani dimë nga prova vëzhguese se kjo nuk është e saktë. Megjithatë, kjo nuk do të thotë se materia negative nuk mund të krijohet vazhdimisht. Unë hamendësoj se ky lëng i errët nuk vjen duke u holluar. Përkundrazi, ai sillet tamam si energji e errët.

Unë gjithashtu zhvillova një model kompjuterik 3D të këtij universi hipotetik për të parë nëse ai, gjithashtu, mund të shpjegojë natyrën fizike të lëndës së errët. Materia e errët u prezantua për të shpjeguar faktin se galaktikat po rrotullohen shumë më shpejt se sa modelet tona parashikojnë. Kjo nënkupton që disa materie shtesë të padukshme duhet të jenë të pranishme për t’i parandaluar ata që të rrotullohen ngadalë.

Modeli im tregon se forca pushuese përreth nga lëngu i errët gjithashtu mund të mbajë një galaktikë së bashku. Graviteti nga galaktika pozitive e masës tërheq masat negative nga të gjitha drejtimet dhe si lëngu negativ i masës i afrohet galaktikës që nga ana e tij ushtron një forcë më të fortë pushimi në galaktikë që e lejon atë të rrotullohet në shpejtësi më të larta pa u larguar. Prandaj duket se një shenjë e thjeshtë minus mund të zgjidhë një nga problemet më të mëdha në fizikë.

A është universi në të vërtetë aq i çuditshëm?

Dikush mund të argumentojë se kjo tingëllon pak e largët. Por, teksa masat negative janë të çuditshme, ato janë shumë më pak të çuditshme se sa mund të mendoni menjëherë. Për fillestarët, këto efekte mund të duken të veçanta dhe të panjohura për ne, sepse ne banojmë në një rajon të dominuar nga masa pozitive.

Nëse janë fizikisht të vërteta apo jo, masat negative tashmë kanë një rol teorik në një numër të madh fushash. Flluska të ajrit në ujë mund të modelohen si të kenë një masë negative. Hulumtimet e fundit në laborator gjithashtu kanë gjeneruar grimca që sillen pikërisht ashtu siç do të bënin, nëse do të kishin masën negative.

Dhe fizikanët tashmë janë të kënaqur me konceptin e dendësisë së energjisë negative. Sipas mekanikës kuantike, hapësira e zbrazët përbëhet nga një fushë energjie të ndryshueshme që mund të jetë negative në vende të caktuara – duke shkaktuar valë dhe grimca virtuale që hyjnë brenda dhe jashtë ekzistencës. Kjo madje mund të krijojë një forcë të vogël që mund të matet në laborator.

Studimi i ri mund të ndihmojë në zgjidhjen e shumë problemeve në fizikën moderne. Teoria e string, e cila është shpresa jonë më e mirë për unifikimin e fizikës së botës kuantike me teorinë e Ajnshtajnit të kozmosit, shihet aktualisht si e papajtueshme me provat vëzhguese. Megjithatë, teoria e vargut sugjeron që energjia në hapësirën e zbrazët duhet të jetë negative, e cila vërteton pritjet teorike për një lëng negativ në masë.

Për më tepër, ekipi prapa zbulimit novator të një universi përshpejtues zbuloi çuditërisht prova për një kozmologji negative të masës, por mori masat e arsyeshme të interpretimit të këtyre gjetjeve të diskutueshme si “jofizike”.

Teoria gjithashtu mund të zgjidhë problemin e matjes së zgjerimit të universit. Kjo shpjegohet me Ligjin Hubble-Lemaître, vëzhgimin që galaktikat më të largëta po lëvizin me shpejtësi. Marrëdhënia midis shpejtësisë dhe distancës së një galaktike përcaktohet nga “konstantja Hubble”, por matjet e tij kanë vazhduar të ndryshojnë. Kjo ka çuar në një krizë kozmologjike. Për fat të mirë, një kozmologji negative në masë matematikisht parashikon që “konstantja” Hubble duhet të ndryshojë me kalimin e kohës. Është e qartë se ka dëshmi se kjo teori e çuditshme dhe jokonvencionale meriton vëmendjen tonë shkencore.

Ku të shkojmë nga këtu

Krijuesi i fushës së kozmologjisë, Albert Ajnshtajni, – së bashku me shkencëtarë të tjerë përfshirë Stephen Haëking – i marrin në konsideratë masat negative. Në fakt, në 1918 Ajnshtajni madje shkruante se teoria e tij mbi relativitetin e përgjithshëm mund të duhet të modifikohet për t’i përfshirë ato.

Përkundër këtyre përpjekjeve, një kozmologji negative në masë mund të jetë e gabuar. Teoria duket se jep përgjigje për kaq shumë pyetje të hapura aktualisht që shkencëtarët mendojnë të jenë mjaft të dyshimta. Sidoqoftë, shpesh është ideja e jashtme që jep përgjigje për problemet afatgjata. Dëshmia e fortë akumuluese tani është rritur deri në pikën që ne duhet ta konsiderojmë këtë mundësi të pazakontë.

Teleskopi më i madh që është ndërtuar ndonjëherë – Sheshi Katror i Kilometrave (SKA) – do të masë shpërndarjen e galaktikave përgjatë historisë së universit. Unë jam duke planifikuar të përdor SKA për të krahasuar vëzhgimet e tij me parashikimet teorike si për një kozmologji negative të masës dhe një standard – duke ndihmuar në fund të fundit të provohet nëse masat negative ekzistojnë në realitetin tonë.

Ajo që është e qartë është se kjo teori e re gjeneron një mori pyetjesh të reja. Pra, si me të gjitha zbulimet shkencore, aventura nuk mbaron këtu. Në fakt, kërkimi për të kuptuar natyrën e vërtetë të këtij universi të bukur, të unifikuar dhe ndoshta të polarizuar sapo ka filluar.