Темная материя и энергия

В начале 1990-х все были уверены, что у ученых есть более-менее достоверные данные о расширении Вселенной. Считалось, что в какой-то момент расширение, благодаря гравитации существенно замедлилось, хоть и никогда не останавливалось. Объективных доказательств существенного замедления не было, но теоретически именно так и должно было происходить. Но прошло совсем немного времени и телескоп Хаббл в 1998 году обнаружил далекую сверхновую, которая опровергала эту стройную теорию. Оказалось, что расширение Вселенной сейчас идет гораздо быстрее, чем много-много лет назад, несмотря на гравитацию процесс не замедлился, а наоборот - ускорился.

Выдвигая самые разные версии, теоретики в конце концов, в большинстве своем остановились на следующем решении: темная энергия.

Что такое темная энергия?

На самом деле информации о ней немного. Мы можем прикинуть, сколько примерно темной энергии, потому что нам известно, как она влияет на расширение Вселенной. Итак, Вселенная состоит из темной энергии на 68%. Это практически все, что мы о ней знаем. Еще 27% - это темная материя. Все остальное, а это всего около 5%, - это все остальное: звезды, планеты, космическая пыль и т.д.

Рисунок показывает, как развивалась Вселенная с момента своего возникновения. Как мы видим примерно 7,5 миллиардов лет назад расширение ускорилось. Вероятнее всего этот процесс произошел благодаря темной энергии и именно поэтому ускорилось движение галактик и прочих космических объектов.

Многие сходятся на том, что темная энергия - это свойство космоса. Еще Альберт Эйнштейн осознал, что пустое космическое пространство на самом деле не ничто. У космоса много свойств, которые мы только начинаем узнавать и осознавать. Эйнштейн понимал, что возможно расширение космического пространства. На основе общей теории относительности, после введения космической постоянной, он смог сделать предположение, что “пустое космическое пространство” обладает собственной энергией. А так как эта энергия - это свойство космоса, то с расширением космического пространства нарастает и она, что в свою очередь заставляет Вселенную расширяться все быстрее. Есть только одна проблема. никто не может пока объяснить, какой же в итоге должна быть эта самая космическая постоянная.

Еще одно объяснение темной энергии отправляет нас к квантовой теории вещества: возможно, в космосе постоянно формируются и распадаются временные частицы. Однако при попытке их посчитать получилось следующее число 10 в 120 степени. Такой ответ практически не допускает подобное объяснение.

Кто-то предполагает, что темная энергия это новый вид динамической энергии поля со свойствами, противоположными обычной энергии. Но это вновь ничего не объясняет.

Есть еще один вариант: теория Эйнштейна ошибочна. !Тогда нам придется искать другую теорию!, но как заменить теорию Эйнштейна новой теорией, которая будет в точности описывать движения тел Солнечной системы (как это делает эйнштейновская теория), но при этом даст другие показатели для всей Вселенной?

Понятно одно: нам нужно больше данных для анализа.

Темная материя

Сперва стоит сказать, что темная материя называется так из-за того, что она отличается от звезд и планет, которые мы можем видеть.В последнее время начинают отходить от мнения, что это барионные темные облака, которые мы можем обнаружить по поглощению радиации, проходящей через них. В этом случае темная материя может концентрироваться в объектах высокой плотности, например, в коричневых карликах, темных космических гало и т.д. Очень важно помнить, что темная материя - это не антиматерия, которая приводит к аннигиляции при взаимодействии с обычные веществом.

Кластер Пандора, голубое на снимке - это скоплении темной материи.

Кандидатов на роль загадочной материи много, включая такие экзотические как аксионы и недавно открытые слабовзаимодействующие массивные частицы. Но пока мы слишком мало знаем о 95% окружающего нас большого Космоса, который только кажется таким пустым.

Подготовлено на основе материалов NASA