ハーバード大学の天体物理学者アビ・ローブ氏は、暗黒物質と暗黒エネルギーの説明の可能性として、負の質量を持つ粒子の仮説に一日を費やして考察した。このアイデアは、宇宙の物質の 84% が重力効果によってのみ推測される目に見えない成分によるものであるという標準的な宇宙論モデルに代わるものとして現れています。
ローブ氏は現在のコンセンサスから逸脱している。普通の物質は、宇宙の質量エネルギー収支のわずか 5% にすぎません。残りの 27% は引力重力を及ぼす暗黒物質に相当し、68% は宇宙の膨張を加速する斥力重力に関連する暗黒エネルギーに由来します。どちらも直接観察することなく間接的に検出されます。
既知の粒子と潜在的な不安定性
これまでに観測されたすべての粒子は正の質量を持っています。強く結合した負の質量の粒子があった場合、既知の物質は崩壊してより低いエネルギー状態になる可能性があります。これにより、宇宙論的な時間スケールでは物質が不安定になります。
しかし、著者は、宇宙の年齢を通じて正の物質の安定性を維持するには十分に弱い結合であると考えています。このシナリオでは、宇宙の負の粒子の海が、銀河や大規模構造物などの正の質量の濃度に影響を与えると考えられます。
電気シールドとの類似
ローブ氏は概念を説明するためにプラズマ物理学に目を向けます。正と負の電荷を持つプラズマでは、1923 年に Peter Debye によって記述されたデバイ長に従って、余分な電荷は距離とともに指数関数的に遮蔽されます。電気的影響はこの範囲を超えると大幅に減少します。
重力では、力が同じ符号の質量を引き付けるため、動作が異なります。正の質量が集中すると、正の質量と負の質量の両方が引き付けられます。結果として生じる負の粒子は負の慣性を生成し、これにより正の質量が部分的に打ち消され、重力遮蔽がシミュレートされる可能性があります。
この遮蔽は、修正ニュートン力学 (MOND) が慣性または重力の変化を提案する領域と同様に、低加速度で効果的です。モティ・ミルグロムによって開発されたMOND理論は、光の速度を宇宙年齢で割った値に関連する宇宙論的閾値に近い低加速度での挙動を修正します。
- 正の質量濃度は負の粒子を引き寄せます
- 負の粒子は観測された正味慣性を減少させます
- 電気プラズマと同様のシールドをシミュレートする効果
- 加速度が低いと現象がより顕著になります
仮説的なシナリオと制限
天体物理学者は、MONDの閾値を下回る慣性の低下の影響として暗黒物質が現れるシナリオを概説した。負の質量粒子も暗黒エネルギーに関連する負圧に寄与している可能性があり、宇宙史の後半に観察された構造形成と加速膨張の間の時間的一致を説明している。
しかし、彼は負の質量の粒子に対する場の量子論の基本的な問題を認識しています。検討されたシナリオはおそらく物理的に実行可能ではありません。それでも、この知的な演習は興味深い実践的な意味を浮き彫りにしました。
推進における理論的応用
負の質量を持つ物質は、ペイロードの正の質量を打ち消す可能性があります。この複合システムは正味質量がゼロであり、地球の重力からうまく逃れるために燃料を必要としません。ローブ氏は、この技術を宇宙船に使用した異星人工学の仮説的な可能性について言及しています。
彼はこのトピックを未確認異常現象 (UAP) に関するディスカッションに結び付けます。国防総省による今後のファイル公開により、従来の推進力を使わずに走行する車両に関する手がかりが得られる可能性がある。
ブラックホールが課す限界
補足的な考察として、ローブは別の文章で、天体物理学的ブラックホールが負の質量を持つ粒子の存在に制限を課していることを観察しました。もしそれらが存在した場合、降着プロセスにより観測された質量の急速な発散が引き起こされることになり、これは現在のデータと矛盾します。
この分析は、重大な大きさの負の質量を持つ粒子は、少なくともブラック ホールの観測に違反する形では自然界には存在しないことを裏付けています。
暗黒物質と暗黒エネルギーの性質に関する議論は依然として未解決です。科学界は、アインシュタインの方程式を維持する説明、または宇宙論的スケールでの修正を提案する説明を探し続けています。
