Ahli astrofisika Avi Loeb, dari Universitas Harvard, mendedikasikan satu hari refleksi pada hipotesis partikel bermassa negatif sebagai penjelasan yang mungkin untuk materi gelap dan energi gelap. Ide tersebut muncul sebagai alternatif dari model kosmologis standar, yang menghubungkan 84% materi di Alam Semesta dengan komponen tak kasat mata yang hanya dapat disimpulkan melalui efek gravitasi.
Loeb berangkat dari konsensus yang ada saat ini. Materi biasa hanya mewakili 5% dari anggaran energi massa kosmik. 27% lainnya berasal dari materi gelap, yang menghasilkan gravitasi menarik, sementara 68% berasal dari energi gelap, terkait dengan gravitasi tolak yang mempercepat perluasan alam semesta. Keduanya terdeteksi secara tidak langsung, tanpa observasi langsung.
Partikel yang diketahui dan potensi ketidakstabilan
Semua partikel yang diamati sampai saat ini mempunyai massa positif. Jika ada partikel bermassa negatif yang berpasangan kuat dengannya, materi yang diketahui dapat meluruh ke tingkat energi yang lebih rendah. Hal ini akan membuat materi menjadi tidak stabil dalam skala waktu kosmologis.
Namun, penulis menganggap kopling tersebut cukup lemah untuk menjaga stabilitas materi positif sepanjang zaman Alam Semesta. Dalam skenario ini, lautan partikel negatif kosmik akan memengaruhi konsentrasi massa positif, seperti galaksi dan struktur berskala besar.
Analogi dengan pelindung listrik
Loeb beralih ke fisika plasma untuk mengilustrasikan konsep tersebut. Dalam plasma dengan muatan positif dan negatif, muatan tambahan mengalami pelindung eksponensial dengan jarak, sesuai dengan panjang Debye yang dijelaskan oleh Peter Debye pada tahun 1923. Pengaruh listrik berkurang secara signifikan melebihi kisaran ini.
Dalam gravitasi, perilaku berbeda karena gaya menarik massa yang bertanda sama. Konsentrasi massa positif akan menarik massa positif dan negatif. Partikel negatif yang dihasilkan akan menghasilkan inersia negatif, yang dapat menghilangkan sebagian massa positif dan mensimulasikan pelindung gravitasi.
Pelindung ini akan efektif pada akselerasi rendah, mirip dengan rezim dimana Modified Newtonian Dynamics (MOND) mengusulkan perubahan inersia atau gravitasi. Teori MOND, yang dikembangkan oleh Moti Milgrom, memodifikasi perilaku pada percepatan rendah, mendekati ambang kosmologis terkait kecepatan cahaya dibagi usia Alam Semesta.
- Konsentrasi massa positif menarik partikel negatif
- Partikel negatif mengurangi inersia bersih yang diamati
- Efeknya mensimulasikan pelindung yang mirip dengan plasma listrik
- Akselerasi yang rendah membuat fenomena tersebut semakin terasa
Skenario dan batasan hipotetis
Ahli astrofisika menguraikan skenario di mana materi gelap muncul sebagai efek berkurangnya inersia di bawah ambang batas MOND. Partikel bermassa negatif juga dapat berkontribusi pada tekanan negatif yang terkait dengan energi gelap, menjelaskan kebetulan temporal antara pembentukan struktur dan percepatan ekspansi yang diamati pada paruh kedua sejarah kosmik.
Namun, dia mengakui masalah mendasar dalam teori medan kuantum untuk partikel bermassa negatif. Skenario yang dieksplorasi mungkin tidak dapat dijalankan secara fisik. Namun, latihan intelektual ini menyoroti implikasi praktis yang menarik.
Aplikasi teoritis dalam propulsi
Materi bermassa negatif dapat menghilangkan massa positif suatu muatan. Sistem gabungan ini akan memiliki massa bersih nol dan tidak memerlukan bahan bakar untuk melepaskan diri dari gravitasi bumi dengan baik. Loeb menyebutkan kemungkinan hipotetis rekayasa alien menggunakan teknologi ini di pesawat ruang angkasa.
Ia mengaitkan topik tersebut dengan pembahasan mengenai Unidentified Anomalous Phenomena (UAP). Rilis dokumen Pentagon di masa depan dapat memberikan petunjuk tentang kendaraan yang beroperasi tanpa tenaga penggerak konvensional.
Batasan yang ditentukan oleh lubang hitam
Dalam refleksi pelengkap, Loeb mengamati dalam teks lain bahwa lubang hitam astrofisika memberlakukan pembatasan terhadap keberadaan partikel bermassa negatif. Jika memang ada, proses akresi akan menyebabkan perbedaan cepat pada massa yang diamati, dan hal ini bertentangan dengan data saat ini.
Analisis ini memperkuat bahwa partikel bermassa negatif dengan besaran yang signifikan tidak ada di alam, setidaknya dengan cara yang tidak melanggar pengamatan lubang hitam.
Perdebatan mengenai sifat materi gelap dan energi gelap masih terbuka. Komunitas ilmiah terus mencari penjelasan yang mempertahankan persamaan Einstein atau mengusulkan modifikasi pada skala kosmologis.
