Что такое темная энергия?

Так что же такое темная энергия? Ответ совсем прост — мы не знаем. Однако даже само знание, что темная энергия существует, кажется, уже разрушает все наши представлениям о Вселенной.

Мы все знаем, что световые волны, называемые также излучением, несут энергию. Вы чувствуете его в момент, когда выходите из дома в жаркий летний день.

Знаменитое уравнение Эйнштейна, E = mc², доказывает, что материя и энергия взаимозаменяемы и являются лишь разными формами одного и того же. У нас перед глазами в небе гигантский этому пример — Солнце. Наше Солнце образчик превращения массы в энергию.

Субатомная и обычная физика

Все из ничего. Может ли темная энергия связать квантовую и обычную физику?

Любая энергия должна иметь источник. Нам понятно, что пространство, даже лишенное материи и излучения, имеет остаточную энергию. Это «энергия пространства», если рассматривать ее в космическом масштабе, приводит к понятию силы, которая ускоряет расширение Вселенной.

Возможно, результат воздействия темной энергии проявляется в странном поведении материи в масштабах меньших, чем атомы. Физика очень маленьких частиц, называемая квантовой механикой, допускает появление материи и энергии из небытия, конечно, только на очень короткое мгновение.

Возможно, что темная энергия порождает новую фундаментальную силу, которая проявляется только тогда, когда Вселенная достигнет определенного размера. Научные теории допускают возможность такой силы. Эта сила может быть даже кратковременной, в результате чего Вселенная будет расширяться несколько миллиардов лет, прежде чем эта сила ослабнет и затем практически исчезнет.

Но, возможно, ответ лежит совсем в другой плоскости. Как примирить обычную и квантовую физику? С помощью теории гравитации Эйнштейна, называемой еще общей теорией относительности, можно объяснить все: от движений планет до существования черных дыр, но эта теория, кажется, просто не действует в масштабах мельчайших частиц, из которых состоят атомы.

Чтобы предсказать, как будут вести себя частицы, мы должны использовать квантовую механику. Квантовая механика предсказывает судьбу частицы, но она просто неприменима в любом другом масштабе большем, чем размер атома. Логичным и естественным решением для объединения двух теорий может стать теория, объясняющая существование темной энергии.

Вернемся к началу

Посмотрите на эту круговую диаграмму. Наша Вселенная на 74% состоит из темной энергии, на 22% из темной материи и только на 4% из обычной видимой материи.

Таким образом, большая часть Вселенной, кажется, состоит из ничего, что мы можем пощупать или увидеть. Темная энергия и темная материя были обнаружены только потому, что ученые заметили их влияние на видимую материю вокруг нас, и именно эти две субстанции составляют большую часть всей необъятной Вселенной.

Сейчас мы знаем, что все пространство вокруг нас просто пронизано силой темной энергии, и именно ее влияние приводит к расширению пространства. В отличие от темной энергии сила гравитации сильнее, когда части материи находятся близко друг к другу и слабее, когда они находятся далеко друг от друга. Сила тяжести все более ослабевает с расширением пространства, а темная энергия в настоящее время составляет более 2/3 всей энергии во Вселенной.

Это звучит довольно странно, что у нас нет научных знаний и понимания, из чего же состоит 74% нашей Вселенной. Это, как если бы мы исследовали Землю, и никогда во время наших путешествий не столкнулись с океаном. Но теперь, когда мы увидели волны, мы хотим знать, что же на самом деле представляет из себя этот огромный, мощный и странный объект.

Волнующая загадка темной энергии

Существование темной энергии доказывает, что существует значительный разрыв в наших знаниях о Вселенной, который должен быть заполнен на манящем пути к познанию неизведанного в области общей теории физики. Перед нами лежат доказательства того, что космос может быть устроен совсем иначе, чем мы себе представляем. Наличие темной энергия сигнализирует о том, что ученым еще нужно многое понять, а в науке существует множество вопросов без ответа, показывающих, что человечество стоит на пороге следующего большого скачка в понимании устройства Вселенной.

Источник