חוק הדחייה האוניברסלית

בסוף 2018, פרץ דיון בקהילת הפיזיקאים הבינלאומית על פרסום שנוי במחלוקת של ג'יימי פארנס מאוניברסיטת אוקספורד, בו הוא מנסה להסביר את החומר האפל והאנרגיה האפלה מאחורי האינטראקציות ההמוניות השליליות לכאורה. להיכנס ליקום הידוע.

הרעיון עצמו אינו כל כך חדש, ולתמיכה בהשערתו, המחבר מצטט את הרמן בונדי ומדענים נוספים. ב-1918 תיאר איינשטיין את הקבוע הקוסמולוגי, שלדעתו, כשינוי הכרחי של התיאוריה שלו, "הכרחי כדי שהחלל הריק ישחק את התפקיד של כוח הכבידה השלילי ביקום ומסה שלילית המפוזרת בחלל".

פארנס אומר שמסה שלילית יכולה להסביר את השטחת עקומות סיבוב הגלקסיות, חומר אפל, תצורות גדולות כמו צירוף גלקסיות, ואפילו את גורלו הסופי של היקום (הוא יתרחב ויתכווץ באופן מחזורי).

חשוב לציין שהמאמר שלו עוסק ב"איחוד של חומר אפל ואנרגיה אפלה". נוכחות של חומר מסה שלילית בחלל יכולה להחליף את האנרגיה האפלה, וגם לחסל את הבעיות שעד כה הוסברו בכך. במקום שתי ישויות מסתוריות, אחת מופיעה. זהו איחוד, אם כי עדיין בעייתי מאוד לקבוע את המסה השלילית הזו.

מסה שליליתלמרות שהמושג ידוע בחוגים מדעיים לפחות מאה שנה, הוא נחשב אקזוטי על ידי פיזיקאים בעיקר בשל חוסר התבוננות מוחלט בו. למרות שזה מפתיע רבים כּוֹחַ הַכּוֹבֶד זה פועל רק כאטרקציה, אבל בהיעדר ראיות להיפך, הם לא מרמזים מיד על מסה שלילית. וזה לא ימשוך, אלא ידחה, לפי "חוק הדחייה האוניברסלית" ההיפותטי.

בהישארות בתחום ההיפותטי, זה הופך להיות מעניין כאשר המסה הרגילה המוכרת לנו, כלומר. "חיובי", נפגש עם מסה שלילית. גוף בעל מסה חיובית מושך גוף בעל מסה שלילית, אך בו זמנית דוחה את המסה השלילית. עם ערכים מוחלטים קרובים זה לזה, זה יוביל לעובדה שאובייקט אחד יבוא בעקבות אחר. עם זאת, עם הבדל גדול בערכי ההמונים, יופיעו גם תופעות אחרות. לדוגמה, תפוח ניוטוני בעל מסה שלילית ייפול אל כדור הארץ באותו אופן כמו תפוח רגיל, שכן דחייתו לא תוכל לבטל את המשיכה של כוכב הלכת כולו.

התפיסה של פארנס מציעה שהיקום מלא ב"חומר" בעל מסה שלילית, אם כי זהו כינוי שגוי, שכן בשל דחיית חלקיקים, חומר זה אינו מורגש לא באור ולא בקרינה כלשהי. עם זאת, ההשפעה הדוחה של מילוי המסה השלילית היא ש"מחזיקה גלקסיות יחד", לא חומר אפל.

ניתן להסביר את קיומו של נוזל אידיאלי זה בעל מסה שלילית ללא צורך בשימוש באנרגיה אפלה. אבל הצופים יבחינו מיד שצפיפות הנוזל האידיאלי הזה ביקום מתרחב צריכה לרדת. לפיכך, גם כוח הדחייה של המסה השלילית אמור לרדת, וזה, בתורו, יגרום לירידה בקצב ההתפשטות של היקום, מה שסותר את נתוני התצפית שלנו על "התמוטטות" הגלקסיות, פחות ופחות נחנק דוחה מסות שליליות.

לפרנס יש שפן מחוץ לכובע לבעיות אלו, כלומר היכולת ליצור נוזל מושלם חדש תוך כדי התרחבותו, אותו הוא מכנה "טנזור הבריאה". פתרון מסודר, אך למרבה הצער, דומה לחומר אפל ולאנרגיה, שאת יתירותם במודלים הנוכחיים רצה המדען הצעיר להדגים. במילים אחרות, על ידי צמצום יצורים מיותרים, הוא מציג ישות חדשה, גם היא בכורח מפוקפק.