Что Делает Темная Энергия?

Что Делает Темная Энергия
Темная энергия — гипотетическая форма энергии, равномерно заполняющая все пространство Вселенной и проявляющаяся в антигравитации, то есть гравитации , отталкивающей, а не притягивающей массивные тела. Была введена в математическую модель Вселенной, чтобы объяснить, по какой причине она расширяется с ускорением.

Это ускорение было обнаружено в конце 90-х годов прошлого столетия в результате наблюдений за сверхновыми звездами типа 1а. Астрономы используют эти сверхновые в качестве «стандартных свечей» при определении расстояний до галактик , в которых эти сверхновые находятся. Исходя из того, что четырехмерная Вселенная является плоской (недавно это было доказано наблюдениями спутника WMAP), было подсчитано, что барионная и темная материи должны занимать около 30% всей массы и энергии Вселенной, таким образом, на долю темной энергии приходятся оставшиеся 70%.

Природа темной энергии представляет собой предмет отчаянных споров. Наиболее популярной является гипотеза «космологической постоянной», утверждающая, что темная энергия — это «стоимость существования пространства». Иначе говоря, согласно этой гипотезе любой объем пространства имеет некую фундаментальную, только ему присущую энергию.

Увеличение пространства (что при расширении Вселенной и происходит) приводит к увеличению этой энергии, то есть к выполнению ею отрицательной работы (работы по расталкиванию). Популярна также гипотеза «квинтэссенции» — некоего неизвестного на сегодня скалярного поля, которое приводит к существованию той же темной энергии, что и первая гипотеза.

Какая из этих гипотез ближе к истине, смогут показать только более точные измерения ускорения, с которым Вселенная расширяется. По существующим в настоящее время расчетам, первое время после Большого взрыва темная энергия из-за ограниченности пространства была мала, и тогда расширение Вселенной замедлялось из-за гравитационного притяжения барионной и темной материи.

Что делает темная материя?

Темная материя — это невидимая форма материи, обладающая массой. Она не излучает и не поглощает тепло, свет или другие электромагнитные волны. Кроме того, он «слабо» взаимодействует с обычным веществом, что делает его еще более незаметным. Из всех областей науки одной из самых популярных является астрономия, и не зря. Люди всегда задумывались о мерцающих звездах, сияющей Луне и случайных метеоритах, освещающих ночное небо! С момента изобретения телескопа наше любопытство к миру за пределами нашей планеты только увеличилось.

В чем разница между темной материей и темной энергией?

Субстанция, обладающая антигравитацией — Распределение энергии во Вселенной Темная энергия представляет собой еще более необычную субстанцию, чем та же темная материя. Она не обладает способностью собираться в сгустки, в результате чего равномерно распределена абсолютно по всей Вселенной. Но самым необычным ее свойством на данный момент является антигравитация.

  1. Природа темной материи и черных дыр Благодаря современным астрономическим методам имеется возможность определить темп расширения Вселенной в настоящее время и смоделировать процесс его изменения ранее во времени.
  2. В результате этого получена информация о том, что в данный момент, так же как и в недалеком прошлом, наша Вселенная расширяется, при этом темп этого процесса постоянно увеличивается.

Именно поэтому и появилась гипотеза об антигравитации темной энергии, так как обычное гравитационное притяжение оказывало бы замедляющее воздействие на процесс «разбегания галактик», сдерживая скорость расширения Вселенной. Данное явление не противоречит общей теории относительности, но при этом темной энергии необходимо обладать отрицательным давлением – свойством, которым не обладает ни одно из известных на данный момент веществ.

Как проявляет себя темная материя?

Темная материя — гипотетическая форма материи, которая не взаимодействует с электромагнитным излучением и не испускает его, а проявляет себя только гравитационным воздействием. Прямых доказательств существования темной материи в настоящее время нет, но косвенных множество.

  • Все они основаны на специфическом поведении астрофизических объектов, в частности на аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик .
  • Впервые о проблеме скрытой массы и возможном существовании темной материи заговорили в 1922 году британский и голландский астрономы Джеймс Джинс и Якобус Каптейн.

Исследуя движение звезд в Галактике, они пришли к выводу, что подавляющая часть вещества в ней невидима. Впоследствии множество других наблюдений за нашей и другими галактиками подтвердили это предположение, причем параметры невидимой материи в целом согласовывались между собой, несмотря на разницу в методах и объектах наблюдения.

  • Сегодня, когда в игру включилась и еще более загадочная темная энергия , ускоряющая разбегание галактик, признано, что общая масса-энергия наблюдаемой Вселенной состоит на 4,9% из обычной барионной материи, на 26,8% — из темной материи и на 68,3% — из темной энергии.
  • Существует множество кандидатов на роль частиц, составляющих темную материю, из которых наиболее популярны вимпы (WIMP, weakly interacting massive particles) — слабо взаимодействующие массивные частицы (среди них гипотетическое тяжелое или «стерильное» нейтрино), однако все попытки обнаружить их пока результата не принесли.

Существует также ряд более экзотических объяснений так называемой скрытой массы. Такова, например, теория плазменной космологии, разработанная Нобелевским лауреатом по физике Ханнесом Альфвеном, согласно которой Вселенная заполнена проводящей плазмой , по которой курсируют гигантские токи, в галактических масштабах оказывающие на вещество большее влияние, чем гравитация .

Что такое темная энергия в космосе?

Тёмная эне́ргия (англ. dark energy) в космологии — гипотетический вид энергии, введённый в математическую модель Вселенной для объяснения наблюдаемого её расширения с ускорением.

Что такое темная энергия простыми словами?

Темная энергия — гипотетическая форма энергии, равномерно заполняющая все пространство Вселенной и проявляющаяся в антигравитации, то есть гравитации , отталкивающей, а не притягивающей массивные тела. Была введена в математическую модель Вселенной, чтобы объяснить, по какой причине она расширяется с ускорением.

  • Это ускорение было обнаружено в конце 90-х годов прошлого столетия в результате наблюдений за сверхновыми звездами типа 1а.
  • Астрономы используют эти сверхновые в качестве «стандартных свечей» при определении расстояний до галактик , в которых эти сверхновые находятся.
  • Исходя из того, что четырехмерная Вселенная является плоской (недавно это было доказано наблюдениями спутника WMAP), было подсчитано, что барионная и темная материи должны занимать около 30% всей массы и энергии Вселенной, таким образом, на долю темной энергии приходятся оставшиеся 70%.

Природа темной энергии представляет собой предмет отчаянных споров. Наиболее популярной является гипотеза «космологической постоянной», утверждающая, что темная энергия — это «стоимость существования пространства». Иначе говоря, согласно этой гипотезе любой объем пространства имеет некую фундаментальную, только ему присущую энергию.

Увеличение пространства (что при расширении Вселенной и происходит) приводит к увеличению этой энергии, то есть к выполнению ею отрицательной работы (работы по расталкиванию). Популярна также гипотеза «квинтэссенции» — некоего неизвестного на сегодня скалярного поля, которое приводит к существованию той же темной энергии, что и первая гипотеза.

Какая из этих гипотез ближе к истине, смогут показать только более точные измерения ускорения, с которым Вселенная расширяется. По существующим в настоящее время расчетам, первое время после Большого взрыва темная энергия из-за ограниченности пространства была мала, и тогда расширение Вселенной замедлялось из-за гравитационного притяжения барионной и темной материи.

Читайте также:  Какие Бывают Этапы Наблюдения?

Сколько весит темная материя?

Исходя из своего предположения, исследователи подсчитали, что частицы темной материи имеют массу от 10^-3 эВ до 10^7 эВ (электронвольт). Раньше предполагалось, что этот диапазон составляет от 10^-24 эВ до 10^19 ГэВ, то есть субстанция оказалась гораздо плотнее, чем думали ученые.

Сколько темной материи во Вселенной?

Тёмная мате́рия — в астрономии и космологии , а также в теоретической физике форма материи , не участвующая в электромагнитном взаимодействии и поэтому недоступная прямому наблюдению. Составляет порядка четверти массы-энергии Вселенной и проявляется только в гравитационном взаимодействии . Понятие тёмной материи введено для теоретического объяснения проблемы скрытой массы в эффектах аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик и гравитационного линзирования (в них задействовано вещество, масса которого намного превышает массу обычной видимой материи); среди прочих предложенных оно наиболее удовлетворительно. Состав и природа тёмной материи на настоящий момент неизвестны. В рамках общепринятой космологической модели наиболее вероятной считается модель холодной тёмной материи . Наиболее вероятные кандидаты на роль частиц тёмной материи — вимпы Перейти к разделу «#Суперсимметричные частицы»

Почему наша Вселенная расширяется?

Экспериментально расширение Вселенной подтверждается выполнением закона Хаббла, а также уменьшением светимости экстремально удалённых «стандартных свеч» (сверхновых типа Ia). Согласно теории Большого взрыва, Вселенная расширяется из начального сверхплотного и сверхгорячего состояния.

Какая самая сильная энергия?

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ В самых больших масштабах крошечного количества энергии, присущей космосу, достаточно, чтобы преодолеть силу притяжения даже между самыми большими галактиками и их скоплениями во Вселенной.

  1. Каков результат? Ускоренное расширение, поскольку самые удаленные галактики и их скопления с течением времени расходятся все дальше друг от друга и все быстрее.
  2. Даже гравитация не может взять верх.
  3. Если вести речь о фундаментальных законах природы, то все можно разбить на четыре силы , находящиеся в основе всего сущего во Вселенной: 1.

Сильное ядерное взаимодействие. Это сила, отвечающая за взаимное притяжение атомных ядер, протонов и нейтронов.2. Слабое ядерное взаимодействие. Отвечает за некоторые виды радиоактивного распада и за превращение тяжелых нестабильных элементарных частиц в более легкие.3.

Электромагнитная сила. Эта сила, среди прочего, притягивает и отталкивает заряженные частицы, связывает атомы в молекулы и вызывает электрический ток.4. Гравитация. Эта сила удерживает вместе Землю, Солнечную систему, звезды и галактики. В зависимости от нашего взгляда на них у каждой силы есть определенный масштаб и обстоятельства, при которых она превосходит остальные.

Возьмем самый маленький масштаб — 10 метров в минус 16-й степени, что в миллион раз меньше размера атома. В таком масштабе сильное ядерное взаимодействие может превзойти все прочие силы. Посмотрим, например, на ядро гелия: два протона и два нейтрона, связанные вместе в устойчивой конфигурации.

  • Даже электромагнитного отталкивания между двумя протонами недостаточно, чтобы преодолеть сильное ядерное взаимодействие, которое подобно клею скрепляет ядро.
  • Даже если убрать один нейтрон, оставив два протона и один нейтрон, полученный изотоп гелия все равно будет стабилен.
  • Сильное ядерное взаимодействие на самом малом расстоянии неизменно превосходит все прочие силы.

Поэтому при многих обстоятельствах его можно считать самым сильным. Но попытайтесь сделать атомное ядро слишком большим, и электромагнитная сила возьмет верх. Например, ядро гелия начнет очень часто выбрасывать уран-238, так как отталкивающая сила между различными частями ядра слишком велика, и сильное ядерное взаимодействие не может удержать все вместе.

А если мы возьмем масштаб побольше, например, космический, то здесь интенсивные магнитные поля, порождаемые коллапсирующими звездами и быстро вращающейся заряженной материей, могут ускорять частицы до самой большой энергии во Вселенной, в результате чего получаются космические лучи сверхвысокой энергии, бомбардирующие нас в небе со всех направлений.

В отличие от сильного ядерного взаимодействия, у электромагнитной силы нет пределов; электрическое поле протона можно ощутить на противоположной стороне Вселенной. Слабое ядерное взаимодействие может показаться наименее вероятным кандидатом на первенство по мощи, особенно если обратить внимание на его название; но даже у этого относительного слабака случаются моменты славы.

Почему космос синий?

В науке воображение особенно востребовано. Это не только математика или логика, но нечто между красотой и поэзией. — Мария Митчелл Глядя на необъятность ночного неба, где есть несколько облачков, нет Луны, в достаточно тёмное время суток, вы увидите не просто тысячи крохотных белых точек, освещающих чёрный навес ночи. Хотя в среднем звёзды белого цвета, тому есть важная причина. Наши глаза в результате эволюции привыкли видеть очень узкую часть спектра, известную нам, как видимый свет, от фиолетового цвета с длиной волны в 400 нм, до красного света с 700 нм. По сути, эти длины волн ничем особым не выделяются, просто так получилось. Но это случилось на поверхности Земли, которая днём освещена Солнцем! Это значит, что звёзды, горящие при температурах выше, чем Солнце, будут казаться нам голубыми, а более холодные будут казаться, по мере уменьшения, жёлтыми, оранжевыми, и даже красными. В южном полушарии вид Южного креста и оконечных звёзд демонстрирует этот контраст. В обоих полушариях великое зимнее созвездие, Орион (восходящий в сентябре в 2 часа утра), включает звёзды, варьирующиеся от тёмно-оранжевого Бетельгейзе до ярко-голубых звёзд в поясе. И хотя эти звёзды на изображениях такие цветастые, это мало что объясняет. На обеих картинках можно найти продолжительные красноватые регионы. Это явно не холодные красные звёзды. Картинка «астрономическое изображение дня», появившаяся накануне написания этой статьи, показывала в крупном масштабе этот красноватый регион туманности в Орионе с изображения выше.

Читать далее 414 Автор не понимает в физике и написал свои личные рассуждения. Полностью неверно, что отрицательный электрон имеет. Читать дальше Комментировать ответ Комментировать

Как темная материя влияет на расширение Вселенной?

Темная энергия — В начале прошлого века Альберт Эйнштейн, желая обеспечить космологической модели в общей теории относительности независимость от времени, ввел в уравнения теории так называемую космологическую постоянную, которую обозначил греческой буквой «лямбда» — Λ.

Эта Λ была чисто формальной константой, в которой сам Эйнштейн не видел никакого физического смысла. После того как было открыто расширение Вселенной, надобность в ней отпала. Эйнштейн очень жалел о своей поспешности и называл космологическую постоянную Λ своей самой большой научной ошибкой. Однако спустя десятилетия выяснилось, что постоянная Хаббла, которая определяет темп расширения Вселенной, меняется со временем, причем ее зависимость от времени можно объяснить, подбирая величину той самой «ошибочной» эйнштейновской постоянной Λ, которая вносит вклад в скрытую плотность Вселенной.

Эту часть скрытой массы и стали называть «темная энергия». О темной энергии можно сказать еще меньше, чем о темной материи. Во-первых, она равномерно распределена по Вселенной, в отличие от обычного вещества и других форм темной материи. В галактиках и скоплениях галактик ее столько же, сколько вне их.

  1. Во-вторых, она обладает несколькими весьма странными свойствами, понять которые можно, лишь анализируя уравнения теории относительности и интерпретируя их решения.
  2. Например, темная энергия испытывает антигравитацию: за счет ее присутствия темп расширения Вселенной растет.
  3. Темная энергия как бы расталкивает саму себя, ускоряя при этом и разбегание обычной материи, собранной в галактиках.

А еще темная энергия обладает отрицательным давлением, благодаря которому в веществе возникает сила, препятствующая его растяжению. Главный кандидат на роль темной энергии — вакуум. Плотность энергии вакуума не изменяется при расширении Вселенной, что и соответствует отрицательному давлению.

  1. Еще один кандидат — гипотетическое сверхслабое поле, получившее название квинтэссенция.
  2. Надежды на прояснение природы темной энергии связывают прежде всего с новыми астрономическими наблюдениями.
  3. Продвижение в этом направлении, несомненно, принесет человечеству радикально новые знания, поскольку в любом случае темная энергия должна представлять собой совершенно необычную субстанцию, абсолютно непохожую на то, с чем имела дело физика до сих пор.

Итак, наш мир на 95% состоит из чего-то, о чем мы почти ничего не знаем. Можно по-разному относиться к такому не подлежащему никакому сомнению факту. Он может вызывать тревогу, которая всегда сопутствует встрече с чем-то неизвестным. Или огорчение, оттого что такой долгий и сложный путь построения физической теории, описывающей свойства нашего мира, привел к констатации: большая часть Вселенной скрыта от нас и неизвестна нам.

Сколько темной материи во Вселенной?

Тёмная мате́рия — в астрономии и космологии , а также в теоретической физике форма материи , не участвующая в электромагнитном взаимодействии и поэтому недоступная прямому наблюдению. Составляет порядка четверти массы-энергии Вселенной и проявляется только в гравитационном взаимодействии . Понятие тёмной материи введено для теоретического объяснения проблемы скрытой массы в эффектах аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик и гравитационного линзирования (в них задействовано вещество, масса которого намного превышает массу обычной видимой материи); среди прочих предложенных оно наиболее удовлетворительно. Состав и природа тёмной материи на настоящий момент неизвестны. В рамках общепринятой космологической модели наиболее вероятной считается модель холодной тёмной материи . Наиболее вероятные кандидаты на роль частиц тёмной материи — вимпы Перейти к разделу «#Суперсимметричные частицы»

Навигация по записям