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.
- 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.
- 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.
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
