Ciemna energia nie jest potrzebna?
Od kilkudziesięciu lat wiadomo, że wszechświat rozszerza się i robi to z coraz większą prędkością. Obowiązujące obecnie teorie mówią, że za zjawisko to odpowiedzialna jest ciemna energia.
Tymczasem Massimo Villata z obserwatorium astronomicznego w Turynie uważa, że rozszerzanie się wszechświata spowodowane jest oddziaływaniem materii i antymaterii. Jego zdaniem odpychają się one od siebie, tworząc rodzaj antygrawitacji, dzięki której z teorii możemy pozbyć się ciemnej energii.
Villata wyprowadza swoje rozważania z dwóch założeń. Pierwsze to stwierdzenie, że materia i antymateria mają dodatnią masę i gęstość energetyczną. Takie założenie oznacza, że skoro cząsteczki mają masę i antycząsteczki też ją mają, to z pewnością cząsteczki przyciągają cząsteczki, a antycząsteczki przyciągają antycząsteczki.
Jednak aby wyjaśnić interakcje zachodzące pomiędzy cząsteczkami i antycząsteczkami Villata korzysta z drugiego założenia. Brzmi ono, że ogólna teoria względności działa tak samo niezależnie od symetrii CPT. Oznacza to, że prawa rządzące cząsteczkami w polu czasoprzestrzennym są tak samo ważne, niezależnie od tego, jak wygląda symetria CPT (ładunku, położenia i czasu). Jeśli zatem odwrócimy równanie ogólnej teorii względności odnoszące się do CPT czy to dla samej cząsteczki czy dla pola czasoprzestrzennego, w którym się porusza, to uzyskamy zmianę znaku przy wartości grawitacji, co wskazuje na występowanie antygrawitacji.
Villata obrazuje to słynnym jabłkiem Newtona. Gdyby antyjabłko spadło na antyZiemię, to oba te obiekty przyciągałyby się i antyNewton zostałby trafiony w głowę. Tymczasem antyjabłko nie mogłoby spaść na zwykłą Ziemię, która jest zbudowana z zwykłej materii. Antyjabłko odleciałoby z Ziemi, gdyż doszłoby do zmiany wartości znaku grawitacji pomiędzy nimi. Jeśli zatem, twierdzi Villata, ogólna teoria względności jest niezmienna względem CPT to antygrawitacja powoduje, że cząsteczki i antycząsteczki ciągle się od siebie odpychają. W większej skali objawia się to rozszerzaniem wszechświata, gdyż materia i antymateria odpychają się od siebie.
Villata poradził sobie również z pytaniem, dlaczego nie dochodzi do anihilacji materii i antymaterii. uważa on, że są one od siebie zbyt oddalone. Znajdują się bowiem w olbrzymich przestrzeniach pomiędzy gromadami galaktyk.
Komentarze (19)
Hidden, 19 kwietnia 2011, 20:30
Jak dużo tej antymaterii w/g tego modelu powinno znajdować się we wszechświecie? Czy nie wydaje się logiczne, że zachowywałaby się względem siebie identycznie do materii i w efekcie tworzyła ciała niebieskie które można by fizycznie zaobserwować?
Czy też model zakłada, że jest jej znacznie więcej niż materii i to dzięki jej siłom odpychania możliwe jest tworzenie naszych gromad galaktyk? Czy może teoria posuwa się jeszcze dalej i stwierdza, że grawitacja to efekt oddziaływania tej antymaterii na naszą materię?
Być może materia znajduje się w przeciwnej fazie do antymaterii i jej oddziaływanie przejawia się jedynie jako siła rozszerzająca naszą fazę wszechświata? Zdaje mi się, że gdzieś o tym czytałem... tylko czym to się różni w gruncie rzeczy od ciemnej energii?
krzysiek, 19 kwietnia 2011, 21:23
Teoria o ciemnej energii przypomina mi trochę nie aż tak dawną teorie układu słonecznego opartą na epicyklach. Matematycznie się może i zgadza ale równie dobrze może być dowolne inne zjawisko.
yaworski, 19 kwietnia 2011, 22:05
Co do ilości antymaterii we wszechświecie, to panuje ogólne przekonanie, że po wielkim wybuchu nastąpiła anihilacja większości antymaterii. Ale gdyby się tak jednak nie stało i materia i antymateria zostałyby od siebie odepchnięte, mogłoby się okazać, że np połowa wszechświata zbudowana jest z materii, a druga połowa z antymaterii.
Naukowcy uważają, że antymateria zachowuje się identycznie jak nasza materia, czyli np antywodór ma takie same właściwości chemiczne i fizyczne jak wodór (antywodór udało się wytworzyć i utrzymać przez 1/6 sekundy, nie wiem czy udało się potwierdzić chociaż w pewnym stopniu podobieństwo antywodoru do wodoru).
Jeżeli jednak antymateria rzeczywiście ma identyczne właściwości, to powinna bez problemu być w stanie tworzyć gwiazdy, planety i całe galaktyki. Być może pewna cześć obserwowanych przez nas gwiazd i galaktyk składa się właśnie z antymaterii? Oczywiście nie mielibyśmy tego ani jak potwierdzić ani wykluczyć (chyba, że udałoby się np obalić twierdzenie, że antymateria zachowuje się dokładnie tak jak materia).
Jajcenty, 19 kwietnia 2011, 22:09
Mnie to bardziej przypomina Flogiston. Nie mamy pełnego obrazu więc kombinujemy...
loocmg, 20 kwietnia 2011, 00:15
a jak taka antymateria działa na normalne światło? Mówię normalne, bo jeżeli materia jest w stanie zaginać światło (przyciągać), to może antymateria je odpycha? A może istnieje coś takiego jak antyświatło (antyfotony)? Wtedy antyfotony emitowane przez antymaterie (np. antygwiazdę) nigdy nie mogłoby zostać przez nas zauważone, bo my, zbudowani z materii, odpychalibyśmy takie antyfotony.
Hidden, 20 kwietnia 2011, 00:31
Jeśli jednak antymateria działa odpychająco na fotony i jest pomiędzy galaktykami to powinniśmy łatwo zauważyć wywoływane przez nią zmiany pozycji dalekich gromad galaktyk na niebie, a o czymś takim jeszcze nie słyszałem.
adam00, 20 kwietnia 2011, 08:50
Nie wiecie czy jest jakieś wyjaśnienie na to, że tak na prawdę patrzymy na przeszłość tych coraz dalszych (czyli coraz bardziej w przeszłość) galaktyk? Więc może wcale galaktyki nie oddalają się coraz szybciej tylko właśnie coraz wolniej, skoro te, które widzimy miliardy lat wstecz oddalają się szybciej a te nam bardziej współczesne wolniej. Chyba, że są jakieś lepsze dowody rozszerzanie się wszechświata niż przesunięcie ku czerwieni?
yaworski, 20 kwietnia 2011, 09:02
To, że patrzymy coraz bardziej w przeszłość nie jest wynikiem przyspieszającego oddalania się galaktyk, tylko coraz dokładniejszych teleskopów. Galaktyki nie oddalają się z prędkościami większymi niż prędkość światła (a musiałyby się tak szybko oddalać, żebyśmy widzieli dany obiekt coraz bardziej w przeszłość). Podejrzewam, że nie jest to nawet prędkość zbliżona do prędkości światła
.
Aktualnie chyba nie ma innego dowodu na to, że wszechświat się rozszerza niż przesunięcie widma ku czerwieni oraz zależność wielkości przesunięcia od odległości (im dalej tym większe przesunięcie -> większa szybkość oddalania się od nas).
adam00, 20 kwietnia 2011, 09:20
Może trochę źle sformułowałem pytanie. Chodziło mi o to, że parząc na coraz dalsze obiekty w przestrzeni patrzymy jednocześnie na coraz bliższe w czasie wielkiemu wybuchowi, oczywiście nie liczę na to, że możemy zobaczyć jednocześnie tan sam obiekt w różnych momentach czasu. Więc skoro patrzymy na obiekty z różnych momentów rozwoju wszechświata, to czy jest brane pod uwagę, że te które wydają się oddalać szybciej są wcześniejsze od tych, które oddalają się wolniej?
12czuczu12, 20 kwietnia 2011, 12:39
Czy według tej teorii może dojść do anihilacji materii z antymaterią? Pytam gdyż analogiczna wydaje mi się sytuacja kiedy chcemy zbliżyć do siebie dwa magnesy tymi samymi biegunami. Kiedy będą od siebie daleko będzie to łatwe,ale kiedy zbliżamy je do siebie to siła z jaką się odpychają uniemożliwi ich złączenie.Tak więc jeżeli antymateria z materią się odpychają to jak może dojść do anihilacji?
amur49, 20 kwietnia 2011, 22:15
No i mamy rozwiązany dylemat rzekomej nierównej ilości materii i antymaterii we wczesnym stadium wszechświata. Jeśli bowiem Villata ma rację, to w owym stadium powstały równe ilości materii i antymaterii, a nie doszło do ich anihilacji, bo się wzajemnie odpychały. Tak więc w kosmosie być może istnieją ciała niebieskie zbudowane z antymaterii, lecz (dopuki do nich nie dotrzemy) nie ma sposobu by to stwierdzić. Przy okazji: antyfotony nie istnieją, fale elektromagnetyczne emitowane zarówno przez materię, jak i antymaterię są identyczne. Anihilacja materi i antymaterii jest możliwa - siły grawitacji, czy w tym wypadku antygrawitacji między cząstkami są bardzo małe, a siły przyciągania elektrostatycznego znacznie większe, tak więc elektron zetknie się i anihiluje z pozytonem, proton z antyprotonem. Neutrony i antyneutrony, oraz obojętne atomy z antyatomami też maogą się połącyć, jeśli zderzą się z odpowiednią (nie tak znów dużą) prędkością. Ciekawe jak by wyglądało zderzenie "antymeteorytu" z "materialną" planetą. Przypuszczam, że nie był by to nuklearny wybuch, a raczej "nuklearny superpożar", bo anihilacja następowała by tylko na granicy między antymaterialnę chmurą odparowanego bolidu i materialnym otoczeniem.
thikim, 20 kwietnia 2011, 23:19
Jest tylko jeden problem w tej teorii. Ta antygrawitacja dla antymaterii. Jak uzyskamy jakąś większą ilość antymaterii to się przekonamy czy lata.
Eco_PL, 21 kwietnia 2011, 21:06
Wg teorii super strun, materia to drgania strun w innych wymiarach które się z jakiegoś powodu zapadły do małych rozmiarów. A jeśli te drgające struny są tymi właśnie wymiarami, które wciąż się zapadają? Oddziaływania pomiędzy cząsteczkami trzyma materię "w kupie" ale w skali kosmicznej to ciągłe zapadanie się wymiarów jest obserwowane jako rozszerzanie się wszechświata. Innymi słowy materia ma coraz mniejsze rozmiary, ale nie sposób to zmierzyć bo jednostki miary oparte na materii również się zmniejszają. Co więcej, Wielki Wybuch nie przypominałby wybuchu np bomby z materią rozchodzącą się promieniście od jakiegoś centrum, ale to zjawisko zachodziłoby w całej objętości wszechświata (mniej-więcej równomiernie + fluktuacje kwantowe) . Ta "teoryjka" powoduje, że materia nie jest już aktorem a czasoprzestrzeń sceną, ale są przejawem istnienia i wzajemnie oddziałujących ze sobą wymiarów. Wielki Wybuch był "tylko" przejściem fazowym pomiędzy jedną a inną formą oddziaływania.
Webby, 23 kwietnia 2011, 20:28
Ale jak ta teoria wyjaśniałaby obserwowalne przesunięcie ku czerwieni?
Eco_PL, 23 kwietnia 2011, 21:23
Masz rację - nie wyjaśniałaby, wg tej teorii wszystkie punkty oddalały by się od siebie z podobną prędkością (w każdym bądź razie nie proporcjonalną do odległości tak jak to można zaobserwować).
No chyba że ta mierzona prędkość jest błędna, bo kwanty promieniowania elektromagnetycznego również podlegają podobnym zmianom, ponieważ same też są tymi wymiarami. Jeśli teoria superstrun jest prawdziwa to nasz wszechświat ma 10 lub 26 wymiarów. Te wymiary nie mogą być w naszym wszechświecie wytworem czysto wirtualnym, ale muszą mieć jakąś "namacalną" postać. Wg mnie istnieje taka sama ilość wzajemnych oddziaływań bo same oddziaływania są przejawem przemieszczania się jednych wymiarów w innych wymiarach. Np. cząstka naładowana elektrycznie poruszając się w "naszej" przestrzeni wytwarza pole magnetyczne.
leszczo, 25 kwietnia 2011, 22:28
troche ta teoria jest bez sensu, skoro materia hamuje rozszerzanie sie wszechswiata, wiec byloby analogicznie z antymeteria, wiec wypadkowy efekt powinnien sie raczej niwelowac.
tauri, 2 maja 2011, 02:14
Już były pytania o to ostatnio, choć chyba temat ten nie był do końca poruszony w ten sposób:
Skoro widzimy galaktyki oddalone o 14 mld lat świetlnych, to 14 mld lat temu były oddalone od nas o 14 mld lat świetlnych... Interesuję się astronomią od dziecka i rozumiem wiele rzeczy z teorii zagadnień atronomii i fizyki, a to pytanie pojawiło się u mnie niedawno po latach zgłębiania tego tematu.
Jeśli 14 mld lat temu te galaktyki były oddalone od nas o 14 mld lat świetlnych, to chyba wszechświat był wtedy już ogromny, a nie raczkował? Czytam i czytam i cały czas widzę teorie o tym, że wszechświat cały czas się rozszerza, więc zaraz po wielkim wybuchu, te 14 mld lat temu, powinien być mały, a z mojego podejścia widzę, że już wtedy musiał mieć taką objętość, że teraz obserwowane galaktyki były tak oddalone. Rozumiem, że opieramy się o to, że zaraz po wybuchu miało miejsce nienaturalnie szybkie rozszerzanie, zwane inflacją. Ale nadal coś mi mówi, że to nie wygląda tak jak powinno - jak dla mnie te 14 mld lat temu wszechświat był już raczej po inflacji i był nader duży i rozwinięty, skoro były już w nim całkiem ukształtowane galaktyki i to tak odległe od nas.
Nie chcę zaprzeczać całej teorii, ale moim zdaniem jeśli wielki wybuch miał miejsce, to trochę wsześniej, skoro obserwujemy takie rezultaty. Dla mnie jest pewne, że czasoprzestrzeń jest relatywnym pojęciem dla nas, ale operując naszymi wskaźnikami, to raczej wszechświat jest starszy, albo też teoria wielkiego wybuchu traci trochę sens.
Może się mylę, ale nie znajduję nic na wytłumaczenie tego, co widzimy, więc może ktoś mnie oświeci?
leszczo, 2 maja 2011, 12:22
po pierwsze bledne jest stwierdzenie, że 'wielki wybuch miał miejsce', a
po drugie co to znaczy ze wszechswiat 'raczkowal', 'byl ogromny'?
tauri, 8 maja 2011, 09:18
Służę odpowiedzią!
Ad 1. Raczkował, tzn. pełzał sobie na kolankach w kosmicznym przedszkolu z innymi małymi wszechświacikami, siusiając w międzyczasie w pieluszki i popijając mleczko z cycka.
Ad 2. Coś ogromnego to wedle ogólnie przyjętych zasad i norm coś większego, niż coś dużego.
Jakby co, to chętnie odpowiem na kolejne bezsensowne pytania, polecam się