что такое темная энергия в астрономии

Тёмная энергия и тёмная материя

Мы не понимаем более 95% нашей Вселенной.

Вся материя, которую мы можем видеть и понимать, включая звезды, планеты и атомы, составляют менее 5% Вселенной. Более 95% нашей Вселенной состоит из тёмной энергии (70%) и тёмной материи (25%), ни одну из которых мы не понимаем, и обе невидимы. Тем не менее, несмотря на их таинственную природу, у нас есть доказательства их существования и важности. Что мы знаем об этих тёмных, захватывающих аспектах нашей Вселенной?

Тёмная материя

Сама по себе барионная материя, т.е. обычная материя, вещество, состоящее из барионов (нейтронов, протонов и электронов), не обладает достаточной гравитацией, чтобы объяснить структуру нашей Вселенной. Наша галактика Млечный Путь вращается так быстро, что её звезды должны были бы разбросаны повсюду, так как всё, что мы можем видеть вокруг нас, имеет только 10% гравитации, необходимой для удержания звёзд на своих орбитах. Галактики и сверхскопления становятся возможными благодаря дополнительной гравитации тёмной материи — материи, которая не испускает и не отражает свет. Концентрации тёмной материи, однако, искривляют свет, проходящий поблизости. Мы также знаем, что она медленная и тяжелая, так как она должна быть холодной либо медленной, чтобы гравитационно объединить галактики и кластеры.

Существует несколько объяснений того, что может быть причиной этого явления.

Тёмная материя может состоять из частиц. Наша барионная материя состоит из частиц (протоны, нейтроны, электроны), которые мы уже обнаружили, но частицы тёмной материи трудно обнаружить, потому что они не взаимодействуют со светом. Такими частицами могут быть странные и экзотические новые частицы, которые никоим образом не взаимодействуют со светом и материей или частицы с какими-то новыми свойствами, что это выходит за рамки нашего нынешнего понимания физики. В теории струн уже есть некоторые частицы, которые могли бы объяснить тёмную материю — вимпы, аксионы или нейтралино, но нам нужно сначала обнаружить их, чтобы подтвердить эту теорию.

Другое решение говорит о том, что мы не пропускаем барионную материю, необходимую для обеспечения гравитации для структуры Вселенной, но вместо этого гравитация действует по-разному на более массивные объекты, такие как галактики и сверхскопления. Но это решение включало бы признание того, что Общая теория относительности Эйнштейна ошибочна, хотя эта теория прошла многочисленные проверки с момента её появления. Это также означает, что мы имеем недостаточное или неправильное понимание физики элементарных частиц.

Одно из наиболее креативных, но всё же возможных объяснений тёмной материи говорит о том, что мы находимся на одном уровне существования, но что есть и другой уровень, который находится всего в нескольких дюймах от нас. Поскольку свет путешествует под этой вселенной, некоторые объекты внутри неё будут невидимы. Однако, поскольку гравитация — это не что иное, как искривление пространства, если пространство между двумя плоскостями даже немного согнуто, гравитационные силы могут перемещаться поперек. Внезапно мы получаем точное описание тёмной материи — невидимой массы, имеющей гравитацию. Это своеобразное явление не может быть ничем иным, как обычной материей, но из другого измерения.

Мы также знаем то, чем не является тёмная материя. Это не антиматерия, так как антиматерия производит уникальные гамма-лучи, как только она вступает в контакт с нормальным веществом. Это также не скопления обычной материи, так как тогда она будет излучать частицы, которые мы могли бы обнаружить, и, наконец, это не чёрная дыра, так как чёрные дыры компактны, а тёмная материя, похоже, рассеяна повсюду во Вселенной.

Тёмная энергия

Если тёмная материя кажется странной, то всё становится ещё более запутанным, когда мы добираемся до тёмной энергии.

Эйнштейн предсказал расширение Вселенной (скорость, которую мы теперь называем постоянной Хаббла и которая присутствовала в уравнениях общей теории относительности), но современные измерения показывают более высокую скорость, чем предсказал Эйнштейн. До того, как были сделаны эти измерения, считалось, что расширение Вселенной замедлится, и она в конечном итоге схлопнется снова в себя, но теперь наиболее вероятным результатом является то, что наша Вселенная будет продолжать расширяться всегда, что в конечном итоге приведет к так называемой тепловой смерти.

Это непрерывное ускорение Вселенной происходит благодаря тёмной энергии — отталкивающей силе, которая действует противоположным образом, чем тёмная материя, заставляя Вселенную расширяться, а не объединяться в организованные структуры. Это свойство, которое, по-видимому, является частью пустого пространства, а эта энергия более сильная и более концентрированная, чем всё остальное во Вселенной. Если это свойство пустого пространства, это означает, что пустое пространство — это не ничто, а что-то.

Нет никакого способа обнаружить или измерить тёмную энергию, но мы можем принять к сведению последствия её действия.

Согласно Общей теории относительности, энергия или масса искривляют пространство-время. Используем наглядный пример, чтобы лучше понять, как работает тёмная энергия.

Внутри резервуара под давлением быстро движущиеся частицы давят на его стенки. Это, однако, не механизм тёмной энергии, поскольку он имеет место только в том случае, если существует разность давлений между двумя областями. В примере с резервуаром снаружи есть меньшее давление, чем внутри, но у Вселенной нет этой проблемы — давление почти везде одинаково.

Тёмная энергия, как было показано, имеет отрицательное давление, давление, которое тянет внутрь. Но это вызывает удивительное противоречие, учитывая влияние тёмной энергии, вызывающее расширение Вселенной! Это происходит потому, что отрицательное давление не оказывает прямого влияния на гладкую вселенную, но оно вызывает релятивистское расширение, приводящее к антигравитации, доказанной математическими уравнениями.

Так откуда же берётся вся эта энергия? Мы не знаем. Может, ниоткуда. Закон сохранения энергии не применяется ко Вселенной, которая постоянно расширяется, так как общая теория относительности утверждает, что энергия может быть навсегда потеряна и получена из ничего.

Другие теории предполагают, что тёмная энергия — это неизвестная энергетическая жидкость или поле, которое каким-то образом оказывает противоположный эффект, чем нормальная энергия и материя. Возможно, это спонтанные частицы, которые приходят из ничего и возвращаются в ничто.

Мы не знаем, но мы продолжаем изучать таинственную тёмную материю и тёмную энергию, потому что они являются ключом к пониманию нашей Вселенной и ее будущего.

Источник

Что такое темная энергия простыми словами

Сейчас, в космологии начала 21 века, эта идея эволюционировала. Сегодня считается, что Вселенная расширяется быстрее, чем миллиарды лет назад. Что может быть причиной увеличения скорости расширения? Астрономы сейчас иногда говорят об отталкивающей силе как о возможном способе ее понять.

Вплоть до конца 1990-х годов большинство космологов считали, что у Вселенной не было достаточно массы, чтобы вызвать большое сжатие. В частности, данные, полученные 2DF Galaxy Redshift Survey и Sloan Digital Sky Survey, казалось, подтверждали, что Вселенная будет расширяться вечно, хотя и с постоянно замедляющейся скоростью, поскольку собственная масса и собственная гравитация Вселенной пытались вернуть ее назад.

Первые признаки того, что скоро будет обнаружено нечто революционное, появились в 1998 году во время исследования сверхновых 1А типа. Эти массивные взрывы умирающих гигантских звезд чрезвычайно полезны астрономам, потому что они всегда производят одинаковое количество света, и поэтому могут использоваться в качестве так называемых «стандартных свечей» для вычисления расстояний в космосе. Это очень простая идея. Подумайте о светлячках ночью: они все сияют с одинаковой яркостью. Измеряя их яркость оттуда, где вы находитесь, вы можете рассчитать их расстояние.

Результаты исследования были поразительными. Далекие сверхновые, которые взорвались, когда Вселенной было всего 2/3 ее нынешнего возраста, были гораздо слабее, чем должны были быть, и поэтому находились гораздо дальше. Отсюда следовало, что Вселенная расширялась гораздо быстрее, чем должна была бы, если бы современные представления были верны.

Столкнувшись с большим скептицизмом в астрономическом сообществе, когда эти результаты были выявлены, наблюдения вскоре были воспроизведены другими командами и другими методами. На рубеже тысячелетий стало ясно, что расширение Вселенной не замедляется, как это принято считать. На самом деле оно ускоряется.

Еще более странно, что расширение замедлялось, как и следовало ожидать, до семи или восьми миллиардов лет после Большого взрыва. Но затем, по совершенно неизвестным причинам, загадочная «антигравитационная сила» начала доминировать, преодолев тормоз, который гравитация накладывала на расширение, которое затем обратило вспять свое замедление и начало ускоряться.

Вы можете себе представить, как шокировало это открытие астрономов и космологов.

Сила, ответственная за это ускорение, была названа учеными темной энергией. В этом случае темный означает неизвестный, а не буквально темный, как в случае с темной материей. Следует отметить, что темная энергия и темная материя-это совершенно не связанные явления.

Он изобрел антигравитационную силу неопределенного происхождения, чтобы противодействовать наблюдаемому расширению Вселенной, которое привело бы к нерасширяющейся Вселенной. Однако позднее Эйнштейн отказался от этой идеи, которая не была подтверждена наблюдениями.

Темная энергия ведет себя как антигравитационная сила Эйнштейна, но ее природа и происхождение остаются неизвестными. Одна из ее величайших загадок заключается в том, почему темная энергия начала доминировать в скорости расширения Вселенной в определенный момент времени через миллиарды лет после Большого взрыва. Если она существует сейчас, то почему ее не было все это время?

Физика темной энергии весьма спекулятивна. Одна из идей, которая получила широкое распространение в последние годы, заключается в том, что темная энергия напоминает силу, известную как “ квинтэссенция”, которая является родственницей поля Хиггса. Но до сих пор нет никаких наблюдательных данных, подтверждающих или опровергающих это.

Космологи также не имеют представления, будет ли темная энергия продолжать ускорять расширение вселенной навсегда, что приведет к сценарию в далеком будущем, где ускорение преодолеет силы, которые удерживают вселенную вместе, и буквально разорвут всю материю в космосе, сценарий кошмара, известный как Большой Разрыв.

Существует несколько текущих и будущих космических миссий и наземных обследований, которые будут исследовать природу темной энергии, включая орбитальный телескоп НАСА WFIRST и международный обзор темной энергии, базирующийся в Чили.

Есть надежда, что вскоре мы придем к более глубокому пониманию этой таинственной силы, которая оказывает такое влияние на будущее Космоса, но для того, чтобы добиться такого понимания, нам необходимо набросать гораздо более полную историю Вселенной. Однако археология 13,7 миллиардов лет чрезвычайно сложна и отнимает много времени, так как столько древних пластов в этой истории отсутствуют или неясны, поэтому мы не можем ожидать никаких неожиданных откровений.

Итог: Вселенная расширяется быстрее, чем предсказывали более старые теории. Темная энергия, одна из величайших неразгаданных тайн космологии, может вызвать ее ускоряющееся расширение. Сейчас считается, что темная энергия составляет 68% всего во Вселенной.

Источник

Что такое темная энергия?

Ведущее объяснение темной энергии предполагает, что это тип накопленной энергии, присущей ткани пространства-времени.(Изображение: © Shutterstock)

Кто открыл темную энергию?

Осознание того, что Вселенная расширяется, можно проследить до американского астронома Эдвина Хаббла, который в 1929 году заметил, что чем дальше галактика от Земли, тем быстрее она удаляется от нас, согласно веб-сайту космического телескопа Хаббла. Это не означает, что наша планета является центром вселенной, а скорее то, что все в космосе с постоянной скоростью удаляется от всего остального.

Спустя почти 60 лет после открытия Хаббла ученые сделали еще одно поразительное открытие. Исследователи долго пытались точно измерить космические расстояния, глядя на свет далеких звезд. В конце 1990-х годов, после изучения далеких сверхновых, две независимые команды обнаружили, что свет звездных взрывов тусклее, чем ожидалось. Это указывает на то, что вселенная не только расширяется, но и ускоряется в своем расширении.

Это открытие дало физикам повод почесать голову с тех пор, также заработав своим первооткрывателям Нобелевскую премию по физике в 2011 году.

Что делает темная энергия?

Хотя исследователи не совсем понимают темную энергию, они использовали свои знания об этом феномене для построения моделей Вселенной, которые объясняют все от Большого взрыва до современной крупномасштабной структуры галактик. Некоторые из этих моделей предсказывают, что темная энергия разорвет все существующее через миллиарды лет.

Ведущее объяснение темной энергии предполагает, что это тип накопленной энергии, присущей ткани пространства-времени. «Эта простая модель работает очень хорошо на практике, и она является прямым дополнением к космологической модели без необходимости изменять закон гравитации», — сказал ранее Баоцзю Ли, математический физик из Даремского университета в Великобритании, «Живой науке». Но идея связана с одной большой проблемой: физики предсказывают, что значение энергии вакуума должно быть на 120 порядков выше, чем то, что наблюдают космологи в измерениях, сказал Ли.

Альтернативная идея утверждает, что темная энергия является дополнительной фундаментальной силой, объединяющей четыре уже известные (гравитация, электромагнетизм и сильные и слабые ядерные силы). Но эта гипотеза не объясняет, почему люди не замечают эту дополнительную силу в нашей повседневной жизни. Таким образом, теоретики также создали креативные модели, предполагающие, что эта таинственная сила каким-то образом скрыта.

Измеренное значение темной энергии в настоящее время является предметом интенсивных дебатов между враждующими фракциями в физике. Некоторые исследователи измерили мощность темной энергии, используя космический микроволновый фон, слабое эхо Большого взрыва, и дали одну оценку.

Но другие астрономы, которые измеряют силу темной энергии, используя свет далеких космических объектов, создали другую ценность, и никто еще не смог объяснить это расхождение. Некоторые эксперты предполагают, что сила темной энергии меняется со временем, хотя сторонники этой идеи еще не убедили большинство своих коллег в этом объяснении.

Источник

Наука

This wiki’s URL has been migrated to the primary fandom.com domain.Read more here

Тёмная энергия

Согласно данной диаграмме NASA, 75% Вселенной составляет тёмная энергия, о которой практически ничего не известно.

Существует два варианта объяснения сущности темной энергии:

Введение космологической константы в стандартную космологическую модель (т.н. метрика Фридмана-Лемэтра-Робертсона-Уокера, FLRW), привело к появлению современной модели космологии, известной как лямбда-CDM модель (Lambda-Cold Dark Matter model). Эта модель хорошо соответствует имеющимся космологическим наблюдениям.

Содержание

Открытие тёмной энергии

На основании проведённых в конце 1990-х годов наблюдений сверхновых звёзд типа Ia был сделан вывод, что расширение Вселенной ускоряется со временем. Затем эти наблюдения были подкреплены другими источниками: измерениями реликтового излучения, гравитационного линзирования, нуклеосинтеза Большого Взрыва, постоянной Хаббла. Все полученные данные хорошо вписываются в лямбда-CDM модель.

Сверхновые звёзды и ускоряющаяся Вселенная

Расстояния до других галактик определяются измерением их красного смещения. По закону Хаббла, величина красного смещения света удаленных галактик прямо пропорциональна относительной скорости этих галактик. Соотношение между расстоянием и величиной красного смещения называется параметром Хаббла (или, не совсем точно, постоянной Хаббла).

Однако, само значение параметра Хаббла требуется сначала каким-то способом установить, а для этого нужно измерить значения красного смещения для галактик, расстояния до которых уже вычислены другими методами. Для этого в астрономии применяются «стандартные свечи», то есть объекты, светимость которых известна. Лучшим типом «стандартной свечи» для космологических наблюдений являются сверхновые звезды типа Ia. Они обладают очень высокой яркостью и вспыхивают только тогда, когда масса старой звезды типа «белый карлик» достигает предела Чандрасекара, значение которого известно с высокой точностью. Следовательно, все вспыхивающие сверхновые типа Ia, находящиеся на одинаковом расстоянии, должны иметь одинаковую наблюдаемую яркость. Сравнивая наблюдаемую яркость сверхновых в разных галактиках, можно определить расстояния до этих галактик.

В конце 1990-х годов было обнаружено, что в удалённых галактиках, расстояние до которых было определено по закону Хаббла, сверхновые типа Ia имеют яркость ниже той, которая им полагается. Иными словами, расстояние до этих галактик, вычисленное по методу «стандартных свеч» (сверхновых Ia), оказывается больше расстояния, вычисленного на основании ранее установленного значения параметра Хаббла.

Предположим, что есть удалённый объект, расстояние которого от нас, определённое по методу «стандартных свеч», равно D_C. Свет, дошедший до нас от объекта, прошёл расстояние D_C=D₁ + D₂, где D₁ — первая часть пути, D₂ — вторая часть пути. Красное смещение на первой части пути составило R₁=H₁D₁ (где Н₁ — значение параметра Хаббла на этом промежутке пути), на второй части пути R₂=H₂D₂ (где H₂ — нынешнее значение параметра Хаббла). Если предположить, что H₁=H₂ (т.е. параметр Хаббла постоянен), то расстояние, определенное по закону Хаббла, D_H=R₁/H₂ + R₂/H₂, должно быть равно D_С. Однако, как уже сказано, для удаленных галактик (и их сверхновых типа Ia) оказалось, что D_H уравнения состояния ). Её назвали тёмной энергией.

Тёмная энергия и скрытая масса

Природа тёмной энергии

Сущность тёмной энергии является предметом споров. Известно, что она очень равномерно распределена, имеет низкую плотность, и не взаимодействует сколько-нибудь заметно посредством известных фундаментальных типов взаимодействия — за исключением гравитации. Поскольку гипотетическая плотность тёмной энергии не слишком велика — порядка 10 −29 граммов на кубический сантиметр — её вряд ли удастся обнаружить лабораторным экспериментом (хотя уже были заявления о таком обнаружении). Тёмная энергия может оказывать такое глубокое влияние на Вселенную (составляя 70% процентов всей энергии) только потому, что она однородно наполняет пустое (в иных отношениях) пространство. Существуют две главные модели, объясняющие природу тёмной энергии: «космологическая константа» и «квинтэссенция».

Космологическая постоянная

Космологическая константа имеет отрицательное давление, равное её энергетической плотности, и поэтому вызывает ускорение расширения Вселенной. Причины, по которым космологическая константа имеет отрицательное давление, вытекают из классической термодинамики. Работа, выполняемая изменением объема dV, равняется −p dV, где p — давление. Однако, количество энергии, заключённое в «коробке с вакуумом», увеличивается с увеличением объёма «коробки» (dV положительно), так как энергия равняется ρV, где ρ — энергетическая плотность космологической константы. Следовательно, p отрицательно и, фактически, p = −ρ.

Несмотря на эти проблемы, космологическая константа — это во многих отношениях самое экономное решение проблемы ускоряющейся Вселенной. Единственное числовое значение объясняет множество наблюдений. Поэтому нынешняя общепринятая космологическая модель (лямбда-CDM модель) включает в себя космологическую константу как существенный элемент.

Квинтэссенция

Никаких свидетельств существования квинтэссенции пока не обнаружено, но исключить такое существование нельзя. Гипотеза квинтэссенции предсказывает чуть более медленное ускорение Вселенной, в сравнении с гипотезой космологической константы. Некоторые ученые полагают, что наилучшим свидетельством в пользу квинтэссенции явились бы нарушения принципа эквивалентности Эйнштейна и вариации фундаментальных констант в пространстве или времени. Существование скалярных полей предсказывается стандартной моделью и теорией струн, но при этом возникает проблема, аналогичная варианту с космологической константой: теория ренормализации предсказывает, что скалярные поля должны приобретать значительную массу.

Проблема космического совпадения ставит вопрос, почему ускорение Вселенной началось именно в определенный момент времени. Если бы ускорение во Вселенной началось раньше этого момента, звезды и галактики просто не успели бы сформироваться, и у жизни не было бы никаких шансов на возникновение, по крайней мере, в известной нам форме. Сторонники « антропного принципа » считают этот факт наилучшим аргументом в пользу своих построений. Впрочем, многие модели квинтэссенции предусматривают так называемое «следящее поведение», которое решает эту проблему. В этих моделях поле квинтэссенции имеет плотность, которая подстраивается к плотности излучения (не достигая её) до того момента развития Большого Взрыва, когда складывается равновесие вещества и излучения. После этого момента квинтэссенция начинает вести себя как искомая «тёмная энергия» и в конце концов господствует во Вселенной. Такое развитие естественным образом устанавливает низкий энергетический уровень тёмной энергии.

Были предложены и другие возможные виды квинтэссенции: фантомная энергия, для которой энергетическая плотность квинтэссенции возрастает со временем; и так называемая «кинетическая квинтэссенция», имеющая форму нестандартной кинетической энергии. Они имеют необычные свойства: например, фантомная энергия может привести к Большому Разрыву Вселенной.

Последствия для судьбы Вселенной

По имеющимся оценкам, ускорение Вселенной началось приблизительно 5 миллиардов лет назад. Предполагается, что до этого расширение замедлялось благодаря гравитационному действию тёмной материи и барионной материи. Плотность тёмной материи в расширяющейся Вселенной уменьшается быстрее, чем плотность темной энергии. В конце концов, темная энергия начинает преобладать. Например, когда объем Вселенной удваивается, плотность темной материи уменьшается вдвое, а плотность темной энергии остается почти неизменной (или точно неизменной — в варианте с космологической константой).

Источник

Темная энергия: таинственный двигатель Вселенной

На рубеже 21-го века произошел ряд космологических достижений, которые сыграли решающую роль в научном прогрессе. Концепция теории Большого взрыва непреднамеренно привела к открытию темной материи. Это, в свою очередь, свидетельствовало о существовании темной энергии, которая приводит к необъяснимому ускорению расширяющейся Вселенной.

От теории Большого Взрыва к темной материи и темной энергии

Когда была задумана теория Большого Взрыва, она дала ответы на множество вопросов, но также открыла для астрофизиков и физиков частиц множество новых вопросов. На некоторые вопросы ответила инфляционная гипотеза теории Большого взрыва. Но научное движение, начавшееся из-за теории Большого взрыва, натолкнулось на открытие, которое было совершенно необъяснимым.

Изучая гравитационные эффекты галактик, было обнаружено, что масса галактики на самом деле в шесть раз превышает массу видимых звезд в этой галактике. Остальная масса, большая часть массы в космосе, фактически невидима для нас; его гравитационные эффекты, однако, измеримы. Эта невидимая материя получила название темной материи.

Ученые с юмором начали называть частицы этой материи WIMP, или Слабо взаимодействующими массивными частицами. Они должны быть массивными, как предполагают их гравитационные эффекты. «Слабо взаимодействующие» в названии происходят из-за отсутствия у них других взаимодействующих сил.

WIMP теоретически необходимы для полного согласования наших существующих теорий материи, стандартной модели материи. В течение долгого времени физики экспериментировали с кварками и лептами, чтобы выяснить, как темная материя может существовать во Вселенной, но ответа на этот вопрос найдено не было.

Астрофизики не смогли увидеть их в реальном мире, несмотря на то, что некоторые из лучших умов были заняты их поиском.

Однако поиски не зашли в тупик. Например, расширение стандартной модели материи с помощью суперсимметрии могло бы объяснить существование темной материи.

Эта теория была настолько совершенна, что в 1990-х годах она достигла научного консенсуса. Однако, здесь было еще одно противоречие, которое озадачило научное сообщество того времени.

Аномалия расширения: открытие темной энергии

Гравитация является одной из четырех физических сил и единственной, которая работает на больших расстояниях. Это еще и сила притяжения.

Таким образом, вся материя во Вселенной должна притягивать всю другую материю во Вселенной силой гравитации, тем самым искривляя пространство-время, чтобы противостоять расширению, которое продолжается с самого большого взрыва. Это оставляло две возможные альтернативы для Вселенной в долгосрочной перспективе.

Другая возможность заключается в том, что не хватает материи, а следовательно, и гравитационной энергии, чтобы полностью остановить расширение Вселенной, хотя оно и замедлится. Вместо того чтобы сжиматься, расширение будет продолжаться до тех пор, пока плотность энергии не станет настолько мала, что она схлопнется сама на себя, создавая мертвую, холодную Вселенную.

Какая из двух возможностей будет реализована, зависит от энергии и материи, содержащихся во Вселенной.

В 1998 году американские ученые Саул Перлмуттер, Брайан Шмидт и Адам Рисс обнаружили, что на самом деле все обстоит иначе: расширение Вселенной вовсе не замедляется, а, наоборот, ускоряется. В результате Вселенная расширяется с возрастающей скоростью.

Единственным логическим объяснением было бы то, что за этим расширением должна стоять какая-то другая энергия. Что это за энергия, нам неизвестно. Но точно так же, как невидимая материя, увеличивающая массу вселенной, называлась темной материей, так и невидимая энергия, ускоряющая расширение вселенной, была названа темной энергией.

Что мы знаем о темной энергии?

Сходство между темной материей и темной энергией не заканчивается на имени. Как и в случае с темной материей, о темной энергии известно немногое. Мы не знаем, откуда на самом деле берется темная энергия и на что она похожа.

Что мы знаем, так это сколько ее должно быть, учитывая скорость ускорения во вселенной. И это много: нормальная материя и энергия, вещество, которое первоначально считалось всем, что есть во Вселенной, составляет только 5% от реальной вселенной. Темная материя составляет целую четверть, 25% всего содержимого Вселенной. А темная энергия, составляющая остальные 70%, составляет большую часть содержимого Вселенной. По сути, это означает, что подавляющее большинство, около 95%, нашей Вселенной невидимо для нас.

Но есть еще много вопросов на эту тему. Если бы темная энергия Вселенной была равномерно распределена, как любое другое энергетическое поле, она была бы разбавлена расширением, что привело бы к снижению скорости расширения с течением времени. Но это не было замечено до сих пор, подразумевая, что плотность темной энергии остается постоянной с течением времени.

Выход за пределы темной энергии

Темную энергию так трудно найти, потому что она не взаимодействует с нормальной материей, и то, что мы ничего о ней не знаем, делает ее такой аномалией. Существует установленная парадигма, картина реальности, которая регулируется как стандартной моделью, так и общей теорией относительности. Эта парадигма содержит материю, темную материю и темную энергию, хотя мы мало что знаем о большинстве содержания этой парадигмы.

И стандартная модель, и общая теория относительности безупречно предсказывают результаты, которые также были доказаны экспериментально. Тем не менее существует острая необходимость в теории, которая охватывала бы их обоих, примиряла бы их различия и, возможно, лучше отвечала бы на вопросы о строительных блоках Вселенной. Это создает потребность в теории всего, единой теории, которая, если бы она была задумана, могла бы объяснить функционирование вселенной таким образом, о котором раньше не думали.

Общие вопросы о темной энергии

Что такое темная энергия?
Темная энергия относится к таинственной энергии, которая отвечает за ускорение расширения Вселенной.

Что бы сделала Единая теория?
Единая теория необходима, чтобы свести воедино понимание стандартной модели и общей теории относительности, чтобы, возможно, обеспечить лучшее понимание темной материи и темной энергии.

Каков состав Вселенной?
Только 5% Вселенной состоит из нормальной материи и энергии, 25% состоит из темной материи, а большая часть, 70%, состоит из темной энергии.

Источник