Prawo powszechnego odpychania

Pod koniec 2018 roku międzynarodową społeczność fizyków rozgrzała dyskusja na temat kontrowersyjnej publikacji Jamiego Farnesa z Uniwersytetu Oksfordzkiego, w której próbuje on wyjaśnić ciemną materię i ciemną energię za oddziaływania ujemnej masy, które przenikać ma do znanego nam Wszechświata.

Sam pomysł nie jest tak nowy, zaś autor przytacza dawne prace Alberta Einsteina, Hermanna Bondiego i innych uczonych jako wsparcie dla swoich hipotez. W roku 1918 Einstein opisywał postulowaną przez siebie stałą kosmologiczną jako konieczną modyfikację swej teorii, "niezbędną, aby pusta przestrzeń mogła odgrywać we Wszechświecie rolę ujemnej grawitacji, a zarazem ujemnej masy rozproszonej po całym kosmosie".

Farnes twierdzi, że jest w stanie wyjaśnić za pomocą masy ujemnej spłaszczenie krzywych rotacji galaktyk, tworzenie się aureoli galaktycznej ciemnej materii, duże formacje takie jak włókna ciemnej materii łączące galaktyki, a nawet ostateczne losy Wszechświata (rozszerzałby się i kurczył cyklicznie).

Jego artykuł, co istotne, dotyczy "unifikacji ciemnej materii i ciemnej energii". Obecność w przestrzeni postulowanej materii o ujemnej masie, mogłaby zastąpić ciemną energię, jak również wyeliminować problemy, tłumaczone dotąd przez oddziaływanie ciemnej materii. Zamiast dwu enigmatycznych bytów pojawia się jeden. Na tym polega unifikacja, choć wciąż zdefiniowanie owej ujemnej masy nastręcza ogromne kłopoty.

Masa ujemna, choć jest pojęciem znanym w naukowym obiegu od co najmniej wieku, uznawana jest przez fizyków za coś egzotycznego głównie z powodu całkowitego braku obserwacji. Choć wielu dziwi, że grawitacja działa tylko jako przyciąganie, to jednak z braku dowodów na coś odwrotnego, nie proponują od razu masy ujemnej. A ta nie przyciągałaby, lecz odpychała, zgodnie z hipotetycznym "prawem powszechnego odpychania".

Pozostając w sferze hipotetycznej ciekawie robi się gdy masa zwykła, którą znamy, czyli "dodatnia" napotyka masę ujemną. Ciało o masie dodatniej przyciąga drugie o masie ujemnej, ale jednocześnie jest odpychane przez masę ujemną. Przy wartościach bezwzględnych zbliżonych do siebie skutkowałoby to podążaniem jednego obiektu za drugim. Jednak przy dużej różnicy wartości mas zachodziłyby inne zjawiska. np. newtonowskie jabłko o ujemnej masie spadłoby na Ziemię tak samo jak zwykłe jabłko, gdyż jego odpychanie nie mogłoby zniwelować przyciągania całej planety.

W koncepcji Farnesa zakłada się, że Wszechświat pełen jest "materii" o ujemnej masie, choć to niewłaściwe określenie, gdyż ze względu na odpychanie cząstek ta materia w żaden sposób nie daje o sobie znać, ani światłem ani żadnym promieniowaniem. Jednak to odpychające działanie ujemnej masy wypełniającej przestrzeń "trzyma galaktyki w kupie", a nie ciemna materia.

Istnienie owego fluidu doskonałego o masie ujemnej tłumaczy też rozszerzanie Wszechświata bez konieczności powoływania się na ciemną energię. Spostrzegawczy od razu jednak zauważą że gęstość owej cieczy doskonałej w ekspandującym Wszechświecie powinna spadać. Zatem spadać też powinna siła odpychania ujemnej masy, a to z kolei powodowałoby spadek tempa rozszerzania się Wszechświata, co jest sprzeczne z naszymi danymi obserwacyjnymi, o "rozlatywaniu się" galaktyk coraz słabiej duszonych przez odpychanie ujemnej masy nie wspominając.

Farnes ma na te problemy królika z kapelusza, czyli możliwość tworzenia nowej cieczy doskonałej w miarę ekspansji, co określane jest przez niego jako "tensor kreacji". Zgrabne, lecz niestety jest to rozwiązanie podobne do ciemnej materii i energii, której zbędność w obowiązujących modelach chciał wykazać młody uczony. Inaczej mówiąc, redukując niepotrzebne byty, wprowadza nowy byt, również o wątpliwej konieczności.

Mirosław Usidus