Medycyna dzisiaj 

Ciemna materia i energia w procentach. Czym jest ciemna materia? O naturze ciemnej energii

Ostatnio w kosmologii, nauce zajmującej się badaniem struktury i ewolucji Wszechświata, termin „ciemna energia” zaczął być szeroko stosowany, wywołując przynajmniej lekkie dezorientację wśród ludzi z dala od tych badań. Często łączy się z nim inny „ponury” termin – „ciemna materia”, a także wspomina się, że zgodnie z obserwacjami te dwie substancje zapewniają 95% całkowitej gęstości Wszechświata. Rzućmy promień światła na to „królestwo ciemności”.

W literaturze naukowej termin „ciemna energia” pojawił się pod koniec ubiegłego wieku na określenie fizycznego środowiska, które wypełnia cały Wszechświat. w odróżnieniu różne rodzaje substancje i promieniowanie, z którego można (przynajmniej teoretycznie) całkowicie oczyścić lub przesłonić określoną objętość, ciemna energia we współczesnym Wszechświecie jest nierozerwalnie związana z każdym centymetrem sześciennym przestrzeni. Z pewnym rozciągnięciem możemy powiedzieć, że sama przestrzeń ma masę i uczestniczy w oddziaływaniu grawitacyjnym. (Przypomnij sobie, że zgodnie ze znanym wzorem E = mc 2 energia jest równoważna masie.)

Pierwsze słowo w określeniu „ciemna energia” wskazuje, że ta forma materii nie emituje ani nie pochłania żadnego promieniowania elektromagnetycznego, w szczególności światła. Oddziałuje ze zwykłą materią tylko poprzez grawitację. Słowo „energia” przeciwstawia to środowisko ustrukturyzowanemu, czyli składającemu się z cząstek, materii, podkreślając, że nie uczestniczy ono w procesie grawitacyjnego skupiania się, prowadzącego do powstawania galaktyk i ich gromad. Innymi słowy, gęstość ciemnej energii, w przeciwieństwie do zwykłej i ciemnej materii, jest taka sama we wszystkich punktach przestrzeni.

Aby uniknąć nieporozumień, od razu zauważmy, że wychodzimy z materialistycznego spojrzenia na otaczający nas świat, co oznacza, że ​​wszystko, co wypełnia Wszechświat, jest materią. Jeśli materia jest ustrukturyzowana, nazywa się ją materią, a jeśli nie, jak na przykład pole, to nazywa się energią. Substancja z kolei dzieli się na zwykłą i ciemną, skupiając się na tym, czy oddziałuje z promieniowaniem elektromagnetycznym. To prawda, zgodnie z tradycją, która rozwinęła się w kosmologii, zwyczajowo nazywa się ciemną materię „ciemną materią”. Energia jest również podzielona na dwa rodzaje. Jednym z nich jest właśnie promieniowanie, kolejna substancja wypełniająca Wszechświat. Kiedyś promieniowanie determinowało ewolucję naszego świata, teraz jego rola spadła niemal do zera absolutnego, a dokładniej do 3 stopni Kelvina - temperatury tak zwanego reliktowego promieniowania mikrofalowego docierającego w kosmos ze wszystkich kierunków. To pozostałość (relikwia) gorącej młodości naszego Wszechświata. Ale o innym typie energii, który nie oddziałuje ani z materią, ani z promieniowaniem i przejawia się wyłącznie grawitacyjnie, nigdy nie moglibyśmy się dowiedzieć, gdyby nie badania w dziedzinie kosmologii.

W naszym codziennym życiu nieustannie mamy do czynienia z promieniowaniem i zwykłą materią, składającą się z atomów. O ciemnej materii wiemy znacznie mniej. Niemniej jednak ustalono dość wiarygodnie, że jego nośnikiem fizycznym są niektóre słabo oddziałujące cząstki. Nawet niektóre właściwości tych cząstek są znane, na przykład, że mają masę i poruszają się znacznie wolniej niż światło. Jednak nigdy nie zostały zarejestrowane przez sztuczne detektory.

Największy błąd Einsteina

Kwestia natury ciemnej energii jest jeszcze bardziej niejasna. Dlatego, jak to często bywa w nauce, lepiej odpowiedzieć na nie, opisując tło pytania. Rozpoczyna się w pamiętnym dla naszego kraju roku 1917, kiedy twórca ogólnej teorii względności Albert Einstein, publikując rozwiązanie problemu ewolucji Wszechświata, wprowadził do obiegu naukowego pojęcie stałej kosmologicznej. W swoich równaniach opisujących właściwości grawitacji wyznaczył ją grecki list Lambda (Λ). W ten sposób otrzymał swoją drugą nazwę - termin lambda. Celem stałej kosmologicznej było uczynienie Wszechświata stacjonarnym, czyli niezmiennym i wiecznym. Bez wyrażenia lambda równania ogólnej teorii względności przewidywały, że wszechświat powinien być niestabilny, jak balon, z którego nagle zniknęło całe powietrze. Einstein nie badał poważnie tak niestabilnego Wszechświata, ale ograniczył się do przywrócenia równowagi poprzez wprowadzenie stałej kosmologicznej.

Jednak później, w latach 1922-1924 nasz wybitny rodak Aleksander Fridman wykazał, że stała kosmologiczna nie może odgrywać roli „stabilizatora” losów Wszechświata i zaryzykował rozważanie niestabilnych modeli Wszechświata. W rezultacie udało mu się znaleźć nieustalone rozwiązania nie znanych wówczas równań Einsteina, w których Wszechświat jako całość kurczył się lub rozszerzał.

W tamtych latach kosmologia była nauką czysto spekulatywną, próbującą zastosować czysto teoretyczne równania fizyczne do Wszechświata jako całości. Dlatego decyzje Friedmana były początkowo postrzegane - także przez samego Einsteina - jako ćwiczenie matematyczne. Pamiętali o tym po odkryciu rozproszenia galaktyk w 1929 roku. Rozwiązania Friedmanna doskonale nadawały się do opisu obserwacji i stały się najważniejszym i najszerzej stosowanym modelem kosmologicznym. A Einstein nazwał później stałą kosmologiczną „największym błędem naukowym”.

Odległe supernowe

Stopniowo baza obserwacyjna kosmologii stawała się coraz potężniejsza, a badacze nauczyli się nie tylko zadawać pytania natury, ale także otrzymywać na nie odpowiedzi. Wraz z nowymi wynikami rosła liczba argumentów przemawiających za rzeczywistym istnieniem „największego naukowego błędu” Einsteina. Zostało to głośno wypowiedziane w 1998 roku po zaobserwowaniu odległych supernowych, które wskazywały, że ekspansja wszechświata przyspiesza. Oznaczało to, że we Wszechświecie działa pewna siła pchająca, a co za tym idzie odpowiadająca jej energia, podobna w swoich przejawach do działania członu lambda w równaniach Einsteina. W rzeczywistości termin lambda jest matematycznym opisem najprostszego szczególnego przypadku ciemnej energii.

Przypomnijmy, że zgodnie z obserwacjami ekspansja kosmologiczna jest zgodna z prawem Hubble'a: im większa odległość między dwiema galaktykami, tym szybciej oddalają się od siebie, a prędkość wyznaczona z przesunięcia ku czerwieni w widmach galaktyk jest wprost proporcjonalna do odległość. Ale do niedawna prawo Hubble'a było bezpośrednio testowane tylko na stosunkowo małych odległościach - takich, które można było mniej lub bardziej dokładnie zmierzyć. Jak Wszechświat rozszerzał się w odległej przeszłości, czyli na duże odległości, można było ocenić jedynie na podstawie pośrednich danych obserwacyjnych. Dopiero pod koniec XX wieku możliwe było bezpośrednie sprawdzenie prawa Hubble'a na dużych odległościach, kiedy pojawiła się metoda określania odległości do odległych galaktyk od błyskających w nich supernowych.

Supernowa to moment w życiu masywnej gwiazdy, w którym następuje katastrofalna eksplozja. Supernowe są różnego rodzaju w zależności od konkretnych okoliczności poprzedzających kataklizm. Podczas obserwacji o rodzaju rozbłysku decyduje widmo i kształt krzywej blasku. Supernowe, oznaczone jako Ia, powstają w wyniku termojądrowej eksplozji białego karła, którego masa przekroczyła wartość progową ~1,4 mas Słońca, zwaną granicą Chandrasekhara. Dopóki masa białego karła jest mniejsza niż wartość progowa, siła grawitacji gwiazdy jest równoważona ciśnieniem zdegenerowanego gazu elektronowego. Ale jeśli w ciasnym układzie podwójnym materia napływa na nią z sąsiedniej gwiazdy, to w pewnym momencie ciśnienie elektronów okazuje się niewystarczające i gwiazda eksploduje, a astronomowie rejestrują kolejną eksplozję supernowej typu Ia. Ponieważ masa progowa i przyczyna wybuchu białego karła są zawsze takie same, takie supernowe przy maksymalnej jasności powinny mieć taką samą, bardzo wysoką jasność i mogą służyć jako „świeca standardowa” do określania odległości międzygalaktycznych. Jeśli zbierzemy dane o wielu takich supernowych i porównamy odległości do nich z przesunięciem ku czerwieni galaktyk, w których wystąpiły rozbłyski, to możemy określić, jak zmieniało się tempo ekspansji Wszechświata w przeszłości i wybrać odpowiedni model kosmologiczny, w szczególności odpowiednią wartość wyrazu lambda (gęstość ciemnej energii).

Jednak pomimo prostoty i przejrzystości tej metody napotyka szereg poważnych trudności. Przede wszystkim brak szczegółowej teorii eksplozji supernowych typu Ia powoduje, że ich status jako świecy standardowej jest niestabilny. Na charakter wybuchu, a tym samym na jasność supernowej, może mieć wpływ prędkość obrotowa białego karła, skład chemiczny jej jądra, ilość wodoru i helu napływającego na nią z sąsiedniej gwiazdy. Jak to wszystko wpływa na krzywe jasności, nie jest jeszcze pewne. Wreszcie, supernowe nie wybuchają w pustej przestrzeni, ale w galaktykach, a światło błysku może na przykład zostać osłabione przez przypadkowy obłok gazu i pyłu, który spotyka się w drodze na Ziemię. Wszystko to poddaje w wątpliwość możliwość wykorzystania supernowych jako standardowych świec. I gdyby tylko ten argument przemawiał za istnieniem ciemnej energii, ten artykuł nie zostałby napisany. Tak więc, podczas gdy „argument supernowej” wywołał powszechną dyskusję na temat ciemnej energii (a nawet pojawienie się samego terminu), wiara kosmologów w jej istnienie opiera się na innych, bardziej przekonujących argumentach. Niestety nie są one takie proste i dlatego można je opisać tylko w najogólniejszy sposób.

Krótka historia czasów

Według współczesnych koncepcji narodziny Wszechświata należy opisać w kategoriach kwantowej teorii grawitacji, która nie została jeszcze stworzona. Pojęcie „wieku Wszechświata” ma sens dla chwil nie wcześniejszych niż 10-43 sekundy. Na mniejszą skalę nie możemy już mówić o liniowym upływie czasu, do którego jesteśmy przyzwyczajeni. Topologiczne własności przestrzeni również stają się niestabilne. Podobno w małej skali czasoprzestrzeń wypełniona jest mikroskopijnymi „tunelami czasoprzestrzennymi” – rodzajem tuneli łączących oddzielone regiony Wszechświata. Nie da się jednak również mówić o odległościach czy przebiegu wydarzeń. W literaturze naukowej ten stan czasoprzestrzeni o zmiennej topologii nazywany jest pianką kwantową. Z nieznanych dotąd przyczyn, być może z powodu fluktuacji kwantowych, w przestrzeni Wszechświata pojawia się pole fizyczne, które w wieku około 10-35 sekund powoduje, że Wszechświat rozszerza się z kolosalnym przyspieszeniem. Proces ten nazywa się inflacją, a pole, które go powoduje, nazywa się inflatonem. W przeciwieństwie do gospodarki, gdzie inflacja jest nieuniknionym złem, z którym trzeba walczyć, w kosmologii inflacja, czyli wykładniczo nagły wzrost Wszechświat jest błogosławieństwem. To jej zawdzięczamy fakt, że Wszechświat nabrał dużych rozmiarów i płaskiej geometrii. Pod koniec tej krótkiej epoki przyspieszonej ekspansji energia zmagazynowana w inflatonie rodzi materię, którą znamy: mieszaninę promieniowania i masywnych cząstek rozgrzanych do ogromnej temperatury, a także ciemną energię, ledwo zauważalną na ich tle. Można powiedzieć, że to Wielki Wybuch. Kosmolodzy mówią o tym momencie jako o początku ery zdominowanej przez promieniowanie w ewolucji Wszechświata, ponieważ większość energii w tym czasie pochodzi z promieniowania. Jednak ekspansja Wszechświata trwa (choć teraz bez przyspieszenia) i odbija się na różne sposoby na głównych rodzajach materii. Znikoma gęstość ciemnej energii nie zmienia się w czasie, gęstość materii maleje odwrotnie z objętością Wszechświata, a gęstość promieniowania spada jeszcze szybciej. W rezultacie po 300 tysiącach lat dominującą formą materii we Wszechświecie staje się materia, z której większość stanowi ciemna materia. Od tego momentu narastanie perturbacji w gęstości materii, ledwie tlącej się na etapie dominacji promieniowania, staje się na tyle szybkie, że prowadzi do powstania tak potrzebnych ludzkości galaktyk, gwiazd i planet. Siłą napędową tego procesu jest niestabilność grawitacyjna, która prowadzi do zbijania się materii. Ledwie zauważalne niejednorodności pozostały od momentu rozpadu inflatonu, ale choć we Wszechświecie dominowało promieniowanie, zapobiegało rozwojowi niestabilności.
Teraz główną rolę zaczyna odgrywać ciemna materia. Pod wpływem własnej grawitacji obszaru duża gęstość zatrzymują się w ekspansji i zaczynają kurczyć, w wyniku czego z ciemnej materii powstają układy związane grawitacyjnie, zwane halo. W polu grawitacyjnym Wszechświata, do którego wpada zwykła materia, powstają „doły”. Gromadząc się wewnątrz halo, tworzy galaktyki i ich gromady. Ten proces powstawania struktur rozpoczął się ponad 10 miliardów lat temu i narastał, aż nadszedł ostatni punkt zwrotny w ewolucji Wszechświata. Po 7 miliardach lat (to mniej więcej połowa obecnego wieku Wszechświata) gęstość materii, która nadal spadała z powodu ekspansji kosmologicznej, stała się mniejsza niż gęstość ciemnej energii. Tym samym skończyła się era dominacji materii, a teraz ciemna energia kontroluje ewolucję Wszechświata. Bez względu na swoją fizyczną naturę objawia się to tym, że ekspansja kosmologiczna znowu, jak w epoce inflacji, zaczyna przyspieszać, tylko tym razem bardzo powoli. Ale nawet to wystarczy, aby spowolnić powstawanie struktur, aw przyszłości powinno się całkowicie zatrzymać: wszelkie niedostatecznie gęste formacje zostaną rozproszone przez przyspieszającą ekspansję Wszechświata. „Okno” czasowe, w którym działa niestabilność grawitacyjna i pojawiają się galaktyki, zamknie się za kilkanaście miliardów lat. Dalsza ewolucja Wszechświata zależy od natury ciemnej energii. Jeśli jest to stała kosmologiczna, to przyspieszona ekspansja Wszechświata będzie trwać wiecznie. Jeśli ciemna energia jest supersłabym polem skalarnym, to po osiągnięciu stanu równowagi ekspansja Wszechświata zwolni i prawdopodobnie ustąpi miejsca kurczeniu się. Chociaż fizyczna natura ciemnej energii jest nieznana, wszystko to jest niczym więcej jak spekulacjami. Można więc z całą pewnością powiedzieć tylko jedno: przyspieszona ekspansja Wszechświata będzie trwała przez kilkadziesiąt miliardów lat. W tym czasie nasz kosmiczny dom - galaktyka Drogi Mlecznej - połączy się z sąsiednią Mgławicą Andromeda (i większością mniejszych galaktyk satelitarnych, które są częścią Grupy Lokalnej). Wszystkie inne galaktyki będą przemierzać duże odległości, przez co wiele z nich nie będzie widocznych nawet przy pomocy najpotężniejszego teleskopu. Jeśli chodzi o promieniowanie reliktowe, które tak wiele nam przynosi krytyczne informacje o strukturze wszechświata, wtedy jego temperatura spadnie prawie do zera, a to źródło informacji zostanie utracone. Ludzkość pozostanie Robinsonem na wyspie z efemeryczną perspektywą zdobycia przynajmniej w piątek.

Wielkoskalowa struktura Wszechświata

Kosmolodzy mają dwa główne źródła wiedzy o wielkoskalowej strukturze wszechświata. Przede wszystkim jest to rozkład materii świecącej, czyli galaktyk, w otaczającej nas przestrzeni. Trójwymiarowa mapa pokazuje w jakich strukturach - grupy, gromady, supergromady - galaktyki są połączone oraz jakie są charakterystyczne rozmiary, kształty i liczby tych formacji. W ten sposób staje się jasne, jak materia jest rozłożona we współczesnym Wszechświecie.

Innym źródłem informacji jest rozkład natężenia CMB na sferze niebieskiej. Mapa nieba w zakresie mikrofalowym niesie informacje o rozkładzie niejednorodności gęstości we wczesnym Wszechświecie, gdy jego wiek wynosił około 300 tysięcy lat - to wtedy materia stała się przezroczysta dla promieniowania. Odległości kątowe między plamkami na mapie mikrofalowej wskazują na wielkość ówczesnych nierówności, a różnice jasności (swoją drogą są bardzo małe, rzędu setnych procenta) wskazują na stopień zagęszczenia jądra przyszłych gromad galaktyk. Mamy więc niejako dwa wycinki czasu: strukturę Wszechświata w momentach 300 tysięcy i 14 miliardów lat po Wielkim Wybuchu.

Teoria mówi, że cechy obserwowanych struktur silnie zależą od tego, ile materii we Wszechświecie przypada na materię (zwykłą i ciemną). Z obliczeń opartych na danych obserwacyjnych wynika, że ​​obecnie jego udział wynosi około 30% (z czego tylko 5% to zwykła materia składająca się z atomów). Oznacza to, że pozostałe 70% to materia niezawarta w żadnych strukturach, czyli ciemna energia. Argument ten nie jest tak jasny, ponieważ opiera się na skomplikowanych obliczeniach opisujących powstawanie struktur we Wszechświecie. Jest jednak rzeczywiście potężniejszy. Można to zilustrować następującą analogią. Wyobraź sobie cywilizację pozaziemską, która chce odkryć inteligentne życie na Ziemi. Jedna grupa badaczy zauważyła potężną emisję radiową z naszej planety, która okresowo zmienia częstotliwość i intensywność, i tłumaczy to pracą sprzętu elektronicznego. Inna grupa wysłała sondę na Ziemię i sfotografowała kwadraty pól, linie dróg, węzły miast. Pierwszy argument jest oczywiście prostszy, ale drugi jest bardziej przekonujący.

Kontynuując tę ​​analogię, możemy powiedzieć, że obserwacja powstawania wymienionych struktur byłaby jeszcze żywszym dowodem na istnienie inteligentnego życia. Oczywiście ludzie nie są jeszcze w stanie zaobserwować, jak w czasie rzeczywistym tworzą się gromady galaktyk. Niemniej jednak można określić, jak zmieniała się ich liczba w toku ewolucji Wszechświata. Faktem jest, że ze względu na skończoność prędkości światła obserwowanie obiektów z dużych odległości jest równoznaczne z patrzeniem w przeszłość.

Tempo powstawania galaktyk i ich gromad jest determinowane tempem wzrostu zaburzeń gęstości, co z kolei zależy od parametrów modelu kosmologicznego, w szczególności od stosunku materii do ciemnej energii. We Wszechświecie z dużym udziałem ciemnej energii zaburzenia narastają powoli, co oznacza, że ​​dzisiaj powinno być nieco więcej gromad galaktyk niż w przeszłości, a ich liczba będzie się powoli zmniejszać wraz z odległością. Wręcz przeciwnie, we Wszechświecie bez ciemnej energii liczba gromad maleje dość szybko, gdy zagłębiamy się w przeszłość. Odkrywając na podstawie obserwacji tempo pojawiania się nowych gromad galaktyk, możliwe jest niezależne oszacowanie gęstości ciemnej energii.

Istnieją inne niezależne argumenty obserwacyjne potwierdzające istnienie jednorodnego ośrodka, który ma decydujący wpływ na strukturę i ewolucję Wszechświata. Można powiedzieć, że stwierdzenie o istnieniu ciemnej energii było wynikiem rozwoju całej kosmologii obserwacyjnej XX wieku.

Odkurzacz i inne modele

Podczas gdy większość kosmologów nie wątpi już w istnienie ciemnej energii, nadal nie ma jasności co do jej natury. Jednak nie pierwszy raz fizycy znaleźli się w takiej sytuacji. Wiele nowych teorii zaczyna się od fenomenologii, to znaczy od formalnego matematycznego opisu efektu, a intuicyjne wyjaśnienia pojawiają się znacznie później. Na dziś opisuję właściwości fizyczne ciemna energia, kosmolodzy wypowiadają słowa, które dla niewtajemniczonych są bardziej jak zaklęcie: jest to środowisko, w którym ciśnienie jest równe gęstości energii pod względem wielkości, ale odwrotnie w znaku. Jeśli tę dziwną zależność wstawić do równania Einsteina z ogólnej teorii względności, to okaże się, że takie medium jest grawitacyjnie odpychane od siebie i w rezultacie szybko się rozszerza i nigdy nie zbierze się w żadne grudki.

Nie oznacza to, że często mamy do czynienia z taką sprawą. Tak jednak fizycy od wielu lat opisują próżnię. Zgodnie ze współczesnymi pomysłami, cząstki elementarne istnieją nie w pustej przestrzeni, ale w szczególnym środowisku - fizycznej próżni, która precyzyjnie określa ich właściwości. Środowisko to może znajdować się w różnych stanach, różniących się gęstością zmagazynowanej energii oraz w różne rodzaje cząstki elementarne próżni zachowują się inaczej.

Nasza zwykła próżnia ma najmniej energii. Eksperymentalnie odkryto istnienie niestabilnej, bardziej energetycznej próżni, która odpowiada tak zwanemu oddziaływaniu elektrosłabemu. Zaczyna się manifestować przy energiach cząstek powyżej 100 GeV - to tylko o rząd wielkości poniżej granicy możliwości nowoczesnych akceleratorów. Teoretycznie przewiduje się jeszcze bardziej energetyczne rodzaje próżni. Można założyć, że nasza zwykła próżnia nie ma zerowej gęstości energii, a jedynie taką, która daje pożądaną wartość członu lambda w równaniu Einsteina.

Jednak ten piękny pomysł, polegający na przypisaniu próżni ciemnej energii, nie wzbudza entuzjazmu wśród badaczy zajmujących się pograniczem fizyki cząstek elementarnych i kosmologii. Faktem jest, że ten rodzaj próżni musi odpowiadać energii cząstek zaledwie około jednej tysięcznej elektronowoltu. Ale ten zakres energii, leżący na granicy między podczerwienią a emisją radiową, od dawna był szeroko badany przez fizyków i nie znaleziono tam niczego anomalnego.

Dlatego naukowcy są skłonni wierzyć, że ciemna energia jest przejawem nowego supersłabego pola, które nie zostało jeszcze odkryte w warunkach laboratoryjnych. Ta idea jest podobna do tej, która leży u podstaw współczesnej kosmologii inflacyjnej. Tam też superszybka ekspansja młodego Wszechświata zachodzi pod działaniem tzw. pola skalarnego, tylko jego gęstość energii jest znacznie wyższa od tej, która odpowiada za obecne niespieszne przyspieszenie ekspansji Wszechświata. Można przypuszczać, że pole będące nośnikiem ciemnej energii pozostało jako relikt Wielkiego Wybuchu i przez długi czas znajdował się w stanie „hibernacji”, podczas gdy trwała dominacja najpierw promieniowania, a następnie ciemnej materii.

Podciśnienie i odpychanie grawitacyjne

Opisując ciemną energię, kosmolodzy uważają, że jej główną właściwością jest podciśnienie. Powoduje powstawanie odpychających sił grawitacyjnych, które niespecjaliści nazywają czasami antygrawitacją. To stwierdzenie zawiera jednocześnie dwa paradoksy. Przeanalizujmy je po kolei.

Jak ciśnienie może być ujemne? Wiadomo, że ciśnienie zwykłej substancji jest związane z ruchem cząsteczek. Uderzając w ścianę naczynia, cząsteczki gazu przekazują mu swój impuls, odpychają go, naciskają. Cząstki swobodne nie mogą wytworzyć podciśnienia, nie mogą „naciągnąć na siebie koca”, ale w przypadku ciała stałego jest to całkiem możliwe. Dobrą analogią do podciśnienia ciemnej energii jest powłoka balonu. Każdy centymetr kwadratowy jest rozciągnięty i ma tendencję do kurczenia się. Gdyby gdzieś w skorupie pojawiła się przerwa, natychmiast zamieniłaby się w małą gumową szmatkę. Ale dopóki nie ma przerwy, ujemne napięcie jest równomiernie rozłożone na całej powierzchni. Co więcej, jeśli piłka jest napompowana, guma stanie się cieńsza, a energia zgromadzona w jej napięciu wzrośnie. W podobny sposób zachowuje się gęstość materii i ciemnej energii podczas ekspansji Wszechświata.

Dlaczego podciśnienie przyspiesza ekspansję? Wydawałoby się, że pod wpływem ujemnego ciśnienia ciemnej energii Wszechświat powinien się kurczyć, a przynajmniej spowolnić swoją ekspansję, która rozpoczęła się w momencie Wielkiego Wybuchu. Ale jest odwrotnie, bo podciśnienie ciemnej energii jest zbyt… świetne.

Faktem jest, że zgodnie z ogólną teorią względności grawitacja zależy nie tylko od masy (a dokładniej gęstości energii), ale także od ciśnienia. Im większe ciśnienie, tym silniejsza grawitacja. A im większe podciśnienie, tym jest słabsze! To prawda, że ​​ciśnienia osiągalne w laboratoriach, a nawet w centrum Ziemi i Słońca są zbyt małe, aby zauważyć ich wpływ na grawitację. Wręcz przeciwnie, ujemne ciśnienie ciemnej energii jest tak wielkie, że pokonuje przyciąganie zarówno własnej masy, jak i masy całej innej materii. Okazuje się, że masywna substancja o bardzo silnym podciśnieniu paradoksalnie nie kurczy się, a wręcz pęcznieje pod wpływem własnej grawitacji. Wyobraźmy sobie państwo totalitarne, które starając się zapewnić sobie bezpieczeństwo, ogranicza wolność do tego stopnia, że ​​obywatele masowo uciekają z kraju, buntują się i ostatecznie niszczą samo państwo. Dlaczego nadmierne wysiłki na rzecz wzmocnienia państwa prowadzą do jego zniszczenia? To są właściwości ludzi - opierają się tłumieniu. Dlaczego najsilniejsze podciśnienie prowadzi do rozszerzania się zamiast kurczenia? Są to właściwości grawitacji wyrażone równaniem Einsteina. Oczywiście analogia nie jest wyjaśnieniem, ale pomaga „włożyć do głowy” paradoksy ciemnej energii.

Jak ważymy konstrukcję?

Ciemna energia jest najważniejszym dowodem na istnienie zjawisk, których nie opisuje współczesna fizyka. Dlatego też szczegółowe badanie jego właściwości jest najważniejszym zadaniem kosmologii obserwacyjnej. Aby się dowiedzieć fizyczna natura ciemna energia, należy przede wszystkim jak najdokładniej zbadać, jak zmieniał się tryb ekspansji Wszechświata w przeszłości. Można spróbować bezpośrednio zmierzyć zależność tempa ekspansji od odległości. Jednak ze względu na brak wiarygodnych metod wyznaczania odległości pozagalaktycznych w astronomii, praktycznie niemożliwe jest osiągnięcie wymaganej dokładności na tej ścieżce. Istnieją jednak inne, bardziej obiecujące sposoby pomiaru ciemnej energii, które są: logiczny rozwój strukturalny argument przemawiający za jego istnieniem.

Jak już zauważono, tempo formowania się struktur w dużym stopniu zależy od gęstości ciemnej energii. Sama nie może się skupiać i tworzyć struktur oraz zapobiega grawitacyjnemu skupianiu się ciemnej i zwykłej materii. Nawiasem mówiąc, w naszej epoce te grudki materii, które jeszcze nie zaczęły się kurczyć, stopniowo „rozpuszczają się” w morzu ciemnej energii, przestając „odczuwać” wzajemne przyciąganie. W ten sposób ludzkość jest świadkiem najwyższego tempa formowania się struktur w historii Wszechświata. W przyszłości będzie się tylko zmniejszać.

Aby określić, jak gęstość ciemnej energii zmieniała się w czasie, musisz nauczyć się „zważać” strukturę Wszechświata – galaktyki i ich gromady – przy różnych przesunięciach ku czerwieni. Można to zrobić na wiele sposobów, ponieważ obiekty pomiaru - galaktyki - są dobrze zbadane i widoczne nawet z dużych odległości. Najprostszym podejściem jest dokładne obliczenie galaktyk i ich struktur przy użyciu wspomnianej trójwymiarowej mapy rozkładu przestrzennego galaktyk. W innej metodzie masę konstrukcji szacuje się na podstawie niejednorodności pole grawitacyjne... Światło przechodzące przez strukturę jest odchylane przez jej grawitację, w wyniku czego oglądane przez nas obrazy odległych galaktyk ulegają deformacji. Ten efekt nazywa się soczewkowaniem grawitacyjnym. Mierząc powstające zniekształcenia, można określić (zważyć) strukturę na drodze światła. Ta metoda dokonała już pierwszych udanych obserwacji, a eksperymenty kosmiczne są planowane na przyszłość – w końcu konieczne jest osiągnięcie maksymalna dokładność pomiary.

Żyjemy więc w świecie, którego dynamika ekspansji jest kontrolowana przez nieznaną nam formę materii. A jedyną wiarygodną wiedzą na ten temat, poza faktem jego istnienia, jest równanie stanu typu próżniowego, to bardzo osobliwe powiązanie między gęstością energii a ciśnieniem. Nie wiemy jeszcze, czy charakter tego połączenia zmienia się w czasie, a jeśli tak, to w jaki sposób. Oznacza to, że wszelkie rozumowania dotyczące przyszłości Wszechświata są w rzeczywistości spekulatywne, oparte w dużej mierze na estetycznych poglądach ich autorów. Wkroczyliśmy jednak w erę precyzyjnej kosmologii, opartej na zaawansowanych technologicznie instrumentach obserwacyjnych i zaawansowanych technikach statystycznego przetwarzania danych. Jeśli astronomia będzie się rozwijać w takim samym tempie jak obecnie, tajemnica ciemnej energii zostanie rozwiązana przez obecne pokolenie badaczy.

Obserwowane procesy Badania teoretyczne
  • Modele kosmologiczne
    • Wielki Wybuch
    • Wszechświat Friedmana
  • Oś czasu kosmologii

Istnieją dwa sposoby na wyjaśnienie istoty ciemnej energii:

Do chwili obecnej (2012) wszystkie znane wiarygodne dane obserwacyjne nie są sprzeczne z pierwszą hipotezą, dlatego jest ona akceptowana w kosmologii jako standardowa. Dokonanie ostatecznego wyboru między tymi dwoma wymaga bardzo dokładnych pomiarów tempa ekspansji Wszechświata, aby zrozumieć, jak to tempo zmienia się w czasie. Tempo ekspansji Wszechświata opisuje kosmologiczne równanie stanu. Rozwiązanie równania stanu dla ciemnej energii jest jednym z najbardziej palących problemów współczesnej kosmologii obserwacyjnej.

Ciemna energia musi również stanowić znaczną część tak zwanej utajonej masy wszechświata.

Odkrycie ciemnej energii

Na podstawie obserwacji supernowych typu Ia przeprowadzonych pod koniec lat 90. stwierdzono, że ekspansja Wszechświata przyspiesza z czasem. Następnie obserwacje te zostały poparte innymi źródłami: pomiarami promieniowania reliktowego, soczewkowaniem grawitacyjnym, nukleosyntezą Wielkiego Wybuchu. Wszystkie uzyskane dane dobrze pasują do modelu lambda-CDM.

Supernowe i przyspieszający wszechświat

Stała kosmologiczna ma podciśnienie równe jej gęstości energii. Powody, dla których stała kosmologiczna ma podciśnienie, wynikają z klasycznej termodynamiki. Ilość energii zawartej w objętości „skrzynki próżniowej” V równa się ρV, gdzie ρ jest gęstością energii stałej kosmologicznej. Zwiększenie objętości „pudełka” ( dV pozytywnie) prowadzi do wzrostu jej wewnętrznej energii, co oznacza, że ​​wykonuje pracę negatywną. Ponieważ praca wykonana przez zmianę głośności dV równa się pdV, gdzie P- ciśnienie, to P negatywne i faktycznie p = −ρ(współczynnik c² łączący masę i energię jest równy 1).

Najważniejszym nierozwiązanym problemem współczesnej fizyki jest to, że większość kwantowych teorii pola, opartych na energii próżni kwantowej, przewiduje ogromną wartość stałej kosmologicznej - o wiele rzędów wielkości wyższą od wartości dopuszczalnej według koncepcji kosmologicznych. Zwykła formuła kwantowej teorii pola na sumowanie oscylacji pola zerowego próżni (z odcięciem liczby falowej modów drgań odpowiadających długości Plancka) daje ogromną gęstość energii próżni. Dlatego ta wartość musi być skompensowana przez jakieś działanie, które jest prawie równe (ale nie dokładnie równe) w wartości bezwzględnej, ale ma przeciwny znak. Niektóre teorie supersymetrii (SATHISH) wymagają, aby stała kosmologiczna była dokładnie równa zero, co również nie pomaga rozwiązać problemu. To jest istota „problemu stałej kosmologicznej”, najtrudniejszego problemu „dostrajania” we współczesnej fizyce: nie znaleziono ani jednego sposobu na wywnioskowanie z fizyki cząstek elementarnych niezwykle małej wartości stałej kosmologicznej , zdefiniowany w kosmologii. Niektórzy fizycy, w tym Steven Weinberg, uważają tzw. „Zasada antropiczna” najlepsze wyjaśnienie obserwowany subtelny bilans energetyczny próżni kwantowej.

Pomimo tych problemów stała kosmologiczna jest pod wieloma względami najbardziej ekonomicznym rozwiązaniem problemu przyspieszającego wszechświata. Pojedyncza wartość liczbowa wyjaśnia wiele obserwacji. Dlatego obecnie ogólnie przyjęty model kosmologiczny (lambda-CDM) zawiera stałą kosmologiczną jako istotny element.

Kwintesencja

Alternatywne podejście zaproponował w 1987 roku niemiecki fizyk teoretyk Christoph Wetterich. Wetterich wyszedł z założenia, że ​​ciemna energia jest rodzajem cząsteczkowego wzbudzenia jakiegoś dynamicznego pola skalarnego zwanego kwintesencją. Różnica w stosunku do stałej kosmologicznej polega na tym, że gęstość kwintesencji może zmieniać się w czasie i przestrzeni. Aby kwintesencja mogła „zbierać” i tworzyć wielkoskalowe struktury, takie jak zwykła materia (gwiazdy itp.), musi być bardzo lekka, to znaczy mieć dużą długość fali Comptona.

Nie znaleziono jeszcze dowodów na istnienie kwintesencji, ale nie można go wykluczyć. Hipoteza kwintesencji przewiduje nieco wolniejsze przyspieszenie Wszechświata w porównaniu do kosmologicznej hipotezy stałej. Niektórzy naukowcy uważają, że najlepszym dowodem na korzyść kwintesencji byłoby naruszenie zasady równoważności Einsteina i zmienność stałych fundamentalnych w przestrzeni lub czasie. Istnienie pól skalarnych jest przewidziane przez Model Standardowy i teorię strun, ale rodzi to problem podobny do stałej kosmologicznej: teoria renormalizacji przewiduje, że pola skalarne powinny nabrać znacznej masy.

Problem kosmicznej koincydencji nasuwa pytanie, dlaczego przyspieszenie Wszechświata rozpoczęło się w określonym momencie. Gdyby przyspieszenie we Wszechświecie rozpoczęło się wcześniej niż w tym momencie, gwiazdy i galaktyki po prostu nie miałyby czasu na uformowanie się, a życie nie miałoby szans na wyłonienie się, przynajmniej w takiej postaci, jaką znamy. Zwolennicy „zasady antropicznej” biorą pod uwagę ten fakt najlepszy argument na korzyść ich konstrukcji. Jednak wiele modeli kwintesencji przewiduje tzw. „zachowanie śledzące”, które rozwiązuje ten problem. W tych modelach pole kwintesencji ma gęstość, która dopasowuje się do gęstości promieniowania (bez jej osiągania) aż do momentu rozwoju Wielkiego Wybuchu, kiedy to dodaje się bilans materii i promieniowania. Po tym momencie kwintesencja zaczyna zachowywać się jak poszukiwana „ciemna energia” i ostatecznie dominuje we Wszechświecie. Ten rozwój w naturalny sposób wyznacza niską wartość dla poziomu ciemnej energii.

Z drugiej strony ciemna energia może z czasem rozproszyć się, a nawet zmienić efekt odpychający na atrakcyjny. W tym przypadku grawitacja zwycięży i ​​doprowadzi Wszechświat do „Wielkiej Kompresji”. Niektóre scenariusze zakładają „cykliczny model” wszechświata. Chociaż te hipotezy nie zostały jeszcze potwierdzone przez obserwacje, nie są całkowicie odrzucane. Decydującą rolę w ustaleniu ostatecznych losów Wszechświata (rozwijającego się zgodnie z teorią Wielkiego Wybuchu) powinien odegrać dokładne pomiary tempo przyspieszenia.

Przyspieszona ekspansja Wszechświata została odkryta w 1998 roku, obserwując supernowe typu Ia. Za to odkrycie Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt i Adam Riess otrzymali Nagrodę Shao 2006 w dziedzinie astronomii oraz Nagrodę Nobla 2011 w dziedzinie fizyki.

Zobacz też

Notatki (edytuj)

Spinki do mankietów

  • Ciemna energia blisko nas - popularna broszura, AD Chernin, GAISH MSU.
  • OGŁOSZENIE. Chernin: fizyczna próżnia i kosmiczna antygrawitacja
  • Dokument - ciemna materia, ciemna energia (2008)
  • OGŁOSZENIE. Czernin. Ciemna energia i uniwersalna antygrawitacja. // UFN, 178 , 267 (2008).
  • VN Lukash, V.A.Rubakov. Ciemna energia: mity i rzeczywistość. // UFN, 178 , 301 (2008). (Komentarz do artykułu A. D. Chernin)
  • Robert R. Caldwell, Marc Kamionkowski, Nevin N. Weinberg, Energia fantomowa i kosmiczny dzień zagłady (astro-ph: 0302506)
  • Mark Trodden, Jonathan Fan... Mroczne światy

Fundacja Wikimedia. 2010.

Zobacz, co „Ciemna energia” znajduje się w innych słownikach:

    CIEMNA ENERGIA- (TE) dziwna energia świata niebarionowego (zobacz), która jest obecna w naszym Wszechświecie i przejawia się w postaci antygrawitacji zdolności do "odpychania" od zwykłej materii. W wyniku licznych (500 tys. za okres od 1995 do 2005) obserwacji z ... Wielka encyklopedia politechniczna

„Informacje leżące u podstaw Iissiidiologii mają na celu radykalnie zmienić całą twoją obecną wizję świata, która wraz ze wszystkim, co się w niej znajduje – od minerałów, roślin, zwierząt i ludzi po odległe gwiazdy i galaktyki – jest w rzeczywistości niewiarygodnie złożona i skomplikowana. niezwykle dynamiczna iluzja, nie bardziej realna niż twój dzisiejszy sen.”

Wstęp.

1. Obliczanie masy wszechświata.

2. Ciemna materia.

3. Jaka jest masa wszechświata.

4. Ciemna energia.

5. Ciemna materia i ciemna energia z punktu widzenia iissiidiologii.

Wniosek.

Bibliografia.

Wstęp

Materia, którą widzimy, to tylko niewielka część tego, z czego składa się nasz Wszechświat. Cała reszta - Ciemna materia oraz ciemna energia. Celem abstraktu jest próba zrozumienia przez autora abstraktu, czym jest ciemna materia i ciemna energia z punktu widzenia naukowców oraz jak Iissiidiologia wyjaśnia naturę ciemnej materii i ciemnej energii, co daje nam najnowszą kosmologiczną wyobrażenia o Wszechświecie i człowieku.

1. Obliczanie masy wszechświata

Otwarty w 1929 roku przez Edwarda Hubble'a przesunięcie ku czerwieni w widmach odległych galaktyk stało się jasne, że wszechświat się rozszerza. Siły przyciągania grawitacyjnego między oddzielne części wszechświata, starajcie się spowolnić rozpraszanie się tych części.

Wszystko zależy od masy wszechświata. Jeśli masa jest wystarczająco duża, siły grawitacji stopniowo zatrzymają ekspansję wszechświata i zastąpi ją kompresja. W rezultacie wszechświat w końcu ponownie "zapadnie się" do punktu, od którego kiedyś zaczął się rozszerzać. Oznacza to, że jeśli masa jest mniejsza niż pewna masa krytyczna, ekspansja będzie trwać wiecznie, a jeśli jest większa, wszechświat zacznie się kurczyć.

Obliczono wartość krytycznej średniej gęstości wszechświata, która odpowiada około 10-29 g/cm3, czyli średnio pięciu nukleonom na metr sześcienny. różnymi metodami stężenie nukleonów uśrednione w objętości wszechświata zostało zmierzone i obliczone setki razy. Wyniki takich pomiarów są nieco inne, ale wniosek jakościowy pozostaje niezmieniony: wartość gęstości Wszechświata sięga zaledwie kilku procent gęstości krytycznej.

2. Ciemna materia

W połowie lat 30. XX wieku szwajcarski astronom Fritz Zwicky zmierzył prędkość, z jaką galaktyki gromady Włosów Weroniki (a jest to jedna z największych znanych nam gromad, obejmuje tysiące galaktyk) krążące wokół wspólnego środek. Prędkości galaktyk okazały się znacznie wyższe niż można by się spodziewać na podstawie obserwowanej całkowitej masy gromady. Oznaczało to, że rzeczywista masa Gromady Warkocza była znacznie większa niż masa widzialna. Większość materii pozostaje niewidoczna i niedostępna do bezpośredniej obserwacji, manifestując się tylko grawitacyjnie, czyli tylko jako masa.

O dostępności ukryta masa w gromadach galaktyk świadczą również eksperymenty nad tzw. soczewkowaniem grawitacyjnym. Zgodnie z teorią względności każda masa deformuje przestrzeń i, podobnie jak soczewka, zniekształca prostoliniowy tor promieni świetlnych. Zniekształcenie obrazu galaktyki można wykorzystać do obliczenia rozkładu materii w gromadzie soczewek, a tym samym zmierzyć jej całkowitą masę. Obliczona masa jest zawsze wielokrotnie większa niż udział widocznej materii gromady.

W latach 70. amerykańska astronom Vera Rubin badała prędkość rotacji wokół galaktycznego centrum materii znajdującego się na obrzeżach galaktyk. Zgodnie z prawami Keplera (i wynikają bezpośrednio z prawa) powszechnego ciążenia), podczas przemieszczania się od centrum galaktyki na jej obrzeża, prędkość rotacji obiektów galaktycznych powinna maleć odwrotnie proporcjonalnie do pierwiastka kwadratowego odległości do centrum. Pomiary wykazały, że dla wielu galaktyk prędkość ta pozostaje prawie stała w bardzo znacznej odległości od centrum.

Wyniki te można interpretować tylko w jeden sposób: gęstość materii w takich galaktykach nie zmniejsza się podczas ruchu od centrum, ale pozostaje prawie niezmieniona. Ponieważ gęstość widzialnej materii (zawartej w gwiazdach i gazie międzygwiazdowym) gwałtownie spada w kierunku obrzeży galaktyki, brakującej gęstości musi dostarczyć coś, czego z jakiegoś powodu nie możemy zobaczyć. Dla ilościowego wyjaśnienia obserwowanych zależności szybkości rotacji od odległości do centrum galaktyk wymagane jest, aby to niewidzialne „coś” było około 10 razy większe niż zwykła widzialna materia. To „coś” zostało nazwane „ciemną materią” i nadal pozostaje najbardziej intrygującą zagadką w astrofizyce.

Niemożliwe było również wyjaśnienie powstawania galaktyk po Wielkim Wybuchu bez ciemnej materii.. Siły przyciągania grawitacyjnego, które działały pomiędzy rozpraszającymi się fragmentami materii powstającymi w wyniku eksplozji, nie były w stanie skompensować energii kinetycznej rozpraszania. Materia po prostu nie powinna była gromadzić się w galaktykach, co jednak obserwujemy w epoce nowożytnej.Jeśli jednak założymy, że we wczesnym wszechświecie cząstki zwykłej materii były zmieszane z cząsteczkami niewidzialnej ciemnej materii, to w obliczeniach wszystko układa się na swoim miejscu i możliwe staje się powstawanie galaktyk z gwiazd, a następnie gromad z galaktyk. Jednocześnie, jak pokazują obliczenia, początkowo ogromna liczba cząstek ciemnej materii skupiała się w galaktykach, a dopiero potem, dzięki siłom grawitacji, gromadziły się na nich pierwiastki zwykłej materii, których łączna masa wynosiła zaledwie kilka procent całkowitej masy wszechświata.

Wreszcie ogólna teoria względności jednoznacznie łączy tempo ekspansji wszechświata z średnia gęstość zawartą w nim substancję. Zakładając, że średnia krzywizna przestrzeni wynosi zero, to znaczy działa w niej geometria Euklidesa, a nie Łobaczewskiego (co zostało wiarygodnie zweryfikowane na przykład w eksperymentach z promieniowaniem reliktowym), gęstość ta powinna wynosić 10-29 gramów na centymetr sześcienny.

Gęstość widocznej substancji jest około 20 razy mniejsza. Brakujące 95% masy wszechświata to ciemna materia. Wartość gęstości mierzona tempem ekspansji wszechświata jest równa wartości krytycznej. Jeśli w rzeczywistości gęstość wszechświata jest dokładnie równa gęstości krytycznej, nie może to być przypadkowy zbieg okoliczności, ale jest konsekwencją jakiejś fundamentalnej właściwości naszego świata, której jeszcze nie zrozumieliśmy i pojęliśmy.

3. Jaka jest masa wszechświata?

Rzeczywista masa Wszechświata okazała się znacznie większa niż widoczna masa zawarta w gwiazdach oraz obłokach gazu i pyłu i najprawdopodobniej jest bliska krytyczna. A może dokładnie jej równy. widzialny świat okazał się tylko małym dodatkiem do czegoś, z czego naprawdę zbudowany jest wszechświat. Planety, gwiazdy, galaktyki, a nawet ty i ja jesteśmy tylko ekranem dla ogromnego „czegoś”, o czym nie mamy pojęcia.

Na początku XXI wieku w wyniku wieloletnich obserwacji w eksperymentach SuperKamiokande (Japonia) i SNO (Kanada) stwierdzono, że neutrina mają masę. Stało się jasne, że od 0,3% do 3% z 95% ukrytej masy leży w neutrin- nawet jeśli ich masa jest niezwykle mała, ale liczba we wszechświecie jest około miliard razy większa od liczby nukleonów: każdy centymetr sześcienny zawiera średnio 300 neutrin.

Pozostałe 92-95% ukrytej masy składa się z dwóch części - ciemnej materii i ciemnej energii... Niewielką część ciemnej materii stanowi zwykła materia barionowa, zbudowana z nukleonów, za pozostałą część odpowiadają prawdopodobnie nieznane, masywne, słabo oddziałujące cząstki (tzw. zimna ciemna materia).

Okazało się że masa wszechświata ma następujący skład:

    Widoczna substancja - 5%

    Neutrina - 0,3 - 3%

    Ciemna materia barionowa - 4 - 5%

    Ciemna materia niebarionowa - 20-25%

    Ciemna energia - 65-70%

4. Ciemna energia

Kosmologia inflacyjna nie przewidziała przejścia ze spowalniającej ekspansji Wszechświata do przyspieszonej. A kiedy astrofizycy odkryli to zjawisko, obserwując wybuchy odległych supernowych, standardowa kosmologia nie wiedziała nawet, co z tym zrobić. Hipoteza ciemnej energii została wysunięta po prostu po to, aby jakoś powiązać paradoksalne wyniki tych obserwacji z teorią.

Na początku ubiegłego wieku Albert Einstein, chcąc zapewnić modelowi kosmologicznemu w ogólnej teorii względności niezależność od czasu, wprowadził do równań teorii tzw. stałą kosmologiczną, którą oznaczył grecką literą” lambda” - . Po odkryciu ekspansji wszechświata potrzeba jej zniknęła. A. Einstein nazwał stałą kosmologiczną — swój największy błąd naukowy.

Jednak kilkadziesiąt lat później okazało się, że stała Hubble'a, która określa tempo rozszerzania się wszechświata, zmienia się w czasie, a jej zależność od czasu można wytłumaczyć dobierając wartość tej samej „błędnej” stałej Einsteina Λ, która przyczynia się do ukrytej gęstości wszechświata. Tę część utajonej masy zaczęto nazywać „ciemną energią”.

Ciemna energia jest równomiernie rozłożona w całym wszechświecie, w przeciwieństwie do zwykłej materii i innych form ciemnej materii. ona jest pole antygrawitacyjne nieznana przyroda - ze względu na jej obecność rośnie tempo ekspansji wszechświata. Ciemna energia powoduje, że nasz wszechświat rozszerza się wykładniczo, okresowo podwajając swój rozmiar.

W efekcie gęstość materii i promieniowania stale spada, krzywizna grawitacyjna przestrzeni słabnie, a jej geometria staje się coraz bardziej płaska. Ciemna energia niejako odpycha się, przyspieszając jednocześnie rozpraszanie zwykłej materii zgromadzonej w galaktykach. A ciemna energia ma również podciśnienie, dzięki czemu w substancji powstaje siła, która zapobiega jej rozciąganiu.

Głównym kandydatem do roli ciemnej energii jest próżnia... Gęstość energii próżni nie zmienia się wraz z rozszerzaniem się wszechświata, co odpowiada podciśnieniu. Innym kandydatem jest hipotetyczne supersłabe pole zwane kwintesencja.

5. Ciemna materia i ciemna energia z punktu widzenia Iissiidiologii

Iissiidiologiczna interpretacja natury ciemnej materii i ciemnej energii różni się od naukowej. Powstanie Wszechświata jest znacznie głębsze i bardziej świadome niż opisane przez naukowców modele powstawania Wszechświata, takie jak np. model Wielkiego Wybuchu i jego inflacyjna interpretacja, a także alternatywna teoria cykliczności Steinhardta i Turoka .

Z punktu widzenia Iissiidiologia w tym samym czasie powstał nieskończony zbiór wszechświatów o różnych wymiarach i różnej jakości. Wszechświat, który jesteśmy w stanie dostrzec za pomocą naszych zmysłów i zaprojektowanych urządzeń, reprezentuje niewielką część informacji o jednym typie Wszechświata- syntetyczny, czyli uformowany za pomocą ogniskowej dynamiki form samoświadomości. Atomy, molekuły, cząstki elementarne, zwierzęta, rośliny, minerały, zjawiska naturalne, planety, gwiazdy, galaktyki, wszystkie obiekty widzialne i niewidzialne to różnej jakości formy samoświadomości, które poprzez swoją dynamikę ogniskową tworzą wiele wzajemnych relacji między Informacja oraz Energia... Wymiarowość i jakość rzeczywistości subiektywnej, w której osoba jest samoświadoma, zależy od gęstości energetyczno-informacyjnych wzajemnych połączeń utworzonych w samoświadomości osobowości oraz od jakości informacji, które są w nią zaangażowane. Oznacza to, że wymiarowość otaczającej nas rzeczywistości jest różna dla każdego z nas i zależy od jakości naszych myśli, uczuć, reakcji psychicznych, aktualnych pomysłów.

Wymiar rzeczywistości subiektywnej, która kształtuje się w ten moment całej ludzkości na Ziemi, odpowiada 3-4 wymiarowemu zakresowi manifestacji form samoświadomości. Nośnikami Energii i Informacji w tym - falowym - zakresie są różnej jakości formy samoświadomości fotonów i fermionów, które są strukturalną podstawą nas i otaczającej nas rzeczywistości. To, co wykracza poza zakres ich twórczej aktywności, czyli poza 3-4 wymiary, odbierane jest przez nas jako „ciemna materia”. W naszym zasięgu większość otaczającej rzeczywistości to „ciemna materia”, ponieważ nie tworzy ona atomowych połączeń informacyjno-energetycznych z niczym w naszym wymiarze.

Nieskończona liczba wielowymiarowych, o różnej jakości i różnych typach Wszechświatów powstały w wyniku inicjalizacji przez potencjały impulsowe. A część wcześniej zrównoważonych informacji stała się dysonansowa, niezrównoważona, to znaczy nabrała pragnienia zrównoważenia z informacją - energią. Powstała korygująca interakcja między niezrównoważonymi i zrównoważonymi informacjami - uniwersalne promieniowanie plazmowo-różnicowe (UPDI), która natychmiast określiła wszystkie potencjalne warianty twórczej aktywności wszelkiego rodzaju form samoświadomości, aby przywrócić stan równowagi informacji. Obiektywnie przywrócenie równowagi następuje jednocześnie – jednocześnie i subiektywnie – bezwładności – np. w naszym syntetycznym typie Wszechświata, za pomocą dynamiki ogniskowej wszystkich form samoświadomości, wielu różnej jakości czasoprzestrzeni powstały kontinua o różnych zakresach wymiarów.

UPDI jest podstawą łączącą wszystkie zakresy wymiarów i wszystkie formy samoświadomości. Dzięki UPDI, nasz 3-4-wymiarowy zakres jest ustrukturyzowany nie tylko przez przebiegi samoświadomości, ale także przez przedścian (zakres 2-3-wymiarowy) i strumień (zakres 4-5-wymiarowy).

Inne zakresy wymiarowości w naszym asortymencie pojawiają się dzięki UPDI w postaci promieniowanie reliktowe, „ciemna energia”, „ciemna materia”... „Ciemna materia” i „ciemna energia” reprezentują „wewnętrzny” potencjał twórczy, który ustrukturyzował UPDI w sposób sylaby, bez którego niemożliwe byłoby przeprowadzenie jakiejkolwiek interakcji energetyczno-informacyjnej w przestrzeni i czasie.UPDI w naszym zakresie wymiarów jest podstawą materializacji w systemie percepcji całej otaczającej rzeczywistości, czyli tej części informacji, która po zainicjowaniu stała się dysonansowa, niezrównoważona i zrównoważona przez ogniskową dynamikę różnych jakościowych form samoświadomość.

Równoważąc dysonansową część przestrzeni informacyjnej samoświadomości z dynamiką skupienia, realizujemy nasze zainteresowania w tym zakresie i stopniowo zaczynamy realizować się w zakresie 4-5-wymiarowym, gdzie my, otaczająca rzeczywistość i „ciemni materia” będą miały różne cechy.

Mechanizm manifestacji w samoświadomości otaczającej rzeczywistości opiera się na pierwotnym istnieniu wszelkiego rodzaju opcje zdarzenia, zarówno postrzegane, jak i niedostępne naszej subiektywnej percepcji. Ogniskowa dynamika każdej formy samoświadomości jest jednocześnie multipolaryzowana w nieskończonej różnorodności wszystkich możliwych opcji rozwoju, bezwładnościowo-rezonansowo i wąsko konkretnie manifestowana w całej wielowymiarowej złożoności Czasoprzestrzeni poprzez chwilowe wybory całej mnogości formy samoświadomości, które już wstępnie strukturyzują tę złożoność wszechświata wraz z ich konfiguracjami.

Akt uniwersalny, który jest przedstawiany naukowcom jako « Wielki Wybuch» , z punktu widzenia Iissiidiologii, jest to jeden z niezliczonych wariantów „przemieszczeń kwantowych”, które zostały inercyjnie zrealizowane w dynamice ogniskowej warunkowego obserwatora tego sloogrentalnego (pojedynczego, holograficznego, symultanicznego) aktu.

Głównym powodem „przyspieszonej ekspansji Wszechświata” odkrytej przez naukowców są: egller-lifting (ewolucyjne) tendencje ogniskowej dynamiki form samoświadomości Zakres 3-4 wymiarowy, któremu towarzyszy wzrost relacji energetyczno-informacyjnych. Ogólna dynamika ogniskowa form samoświadomości dzisiejszej ludzkości, zwiększające się powiązania energetyczno-informacyjne (w kierunku widma najbardziej wybory jakości), sekwencyjnie wyrywa się z ograniczonych możliwości egzystencji fal kwantowych w ogniskową dynamikę strumieniowych form samoświadomości w zakresie 4-5-wymiarowym.

Aby zastąpić tradycyjny świat grawitacja pochodzi antygrawitacja, który jest już obserwowany w postaci przyspieszonej ekspansji naszego wszechświata i jest wskaźnikiem jakości - ogólna dynamika ogniskowa ludzkości i innych form samoświadomości naszego wszechświata konsekwentnie odchodzi od fali kwantowej 3-4- wymiarowy do strumienia 4-5-wymiarowy zakres przejawów form samoświadomości. Przyczyną antygrawitacji jest UPDI z jego nieodłączną uniwersalną energią kosmiczną, w której zanurzone są wszystkie galaktyki i wszystkie wszechświaty. Energia UPDI to energia potencjalna każda z trwających interakcji, nieodłącznie związana z samoświadomymi formami w stanie ich absolutnej kompletności. Dzięki niej, poprzez lepsze opcje dynamiki ogniskowej wszelkich form samoświadomości, powstają absolutnie wszystkie efekty: czas, przestrzeń, grawitacja, antygrawitacja i niezliczone inne, o których jeszcze nic nie wiemy.

„Ciemna energia” odkryta przez astronomów to energia UPDI, która w każdym punkcie manifestacji tak zwanej „ciemnej materii” reprezentuje cały Potencjał Twórczy Wszechświata, wszystkie ukryte możliwości realizacji potencjalnie dostępne w dowolnej formie samoświadomość.

Wniosek

Zatem nasz Wszechświat składa się w 95% z czegoś, o czym prawie nic nie wiemy.Ukryta część Wszechświata, którą naukowcy nazwali „ciemną materią” i „ciemną energią”, reprezentuje energetyczno-informacyjne połączenia między atomowymi formami samoświadomości, które wykraczają poza 3-4-wymiarowy zakres fal naszego wszechświata, czyli , te połączenia należą do form samoświadomości 2-3-wymiarowych i 4-5-wymiarowych wszechświatów. Ogólna dynamika skupienia form samoświadomości dzisiejszych ludzi jest stale wzbogacana o nowe energetyczno-informacyjne połączenia i tendencyjnie przenoszona do subiektywnych rzeczywistości, które tworzą 4-5-wymiarowe wszechświaty.

Doświadczenie pokazuje, że wszystkie zagadki, jakie natura postawiła ludzkości, zostały prędzej czy później rozwiązane za pomocą zupełnie nowej wiedzy i koncepcji, o których ludzkość wcześniej nie miała pojęcia. W tej chwili tak najnowsza wiedza to issiidiologia.

Bibliografia:

    „Niesamowita historia czarnych dziur” Aleksiej Levin. „Mechanika popularna” nr 11, 2005.http://elementy.ru/lib/164648

    O. Orys. Podstawy issiidiologii. Najnowsze koncepcje kosmologiczne Wszechświata i człowieka. Tom pierwszy. Krym, 2013.http://www.ayfaar.org/iissiidiology/books

    O. Orys. Podstawy issiidiologii. Najnowsze koncepcje kosmologiczne Wszechświata i człowieka. Tom drugi. Krym, 2013.

Wszechświat składa się tylko z 4,9% zwykłej materii – materii barionowej, z której składa się nasz świat. Większość 74% całego Wszechświata to tajemnicza ciemna energia, a 26,8% masy we Wszechświecie to cząstki niepodlegające trudnym do wykrycia prawom fizycznym, zwane ciemną materią.

Ta dziwna i niezwykła koncepcja ciemnej materii została zaproponowana w celu wyjaśnienia niewyjaśnionych zjawisk astronomicznych. A więc o istnieniu pewnego potężna energia, tak gęsta i masywna - to pięć razy więcej niż zwykła materia materii, z której składa się nasz świat, my, naukowcy zaczęli mówić po odkryciu niezrozumiałych zjawisk w grawitacji gwiazd i powstawaniu Wszechświata.

Skąd wzięła się koncepcja ciemnej materii?

Tak więc gwiazdy w galaktykach spiralnych, takich jak nasza, mają dość dużą prędkość rotacji i zgodnie ze wszystkimi prawami, przy tak szybkim ruchu, powinny po prostu wylecieć w przestrzeń międzygalaktyczną, jak pomarańcze z przewróconego kosza, ale tak nie jest. Są utrzymywane przez jakąś silną siłę grawitacyjną, która nie jest rejestrowana ani wychwytywana przez żadną z naszych metod.

Kolejne interesujące potwierdzenie istnienia pewnej ciemnej materii naukowcy otrzymali z badań kosmicznego tła mikrofalowego. Pokazali, że po Wielkim Wybuchu materia na samym początku była równomiernie rozłożona w przestrzeni, ale w niektórych miejscach jej gęstość była nieco wyższa od średniej. Obszary te miały silniejszą grawitację, w przeciwieństwie do tych, które je otaczały, a jednocześnie przyciągając do siebie materię, stawały się jeszcze gęstsze i masywniejsze. Cały ten proces musiał być zbyt powolny, aby utworzyć duże galaktyki, w tym naszą Drogę Mleczną, w ciągu zaledwie 13,8 miliarda lat (a to jest wiek Wszechświata).

Pozostaje więc założyć, że tempo rozwoju galaktyk jest przyspieszane przez obecność wystarczającej ilości ciemnej materii z jej dodatkową grawitacją, co znacznie przyspiesza ten proces.

Czym jest ciemna materia?

Jedną z głównych idei jest to, że ciemna materia składa się z jeszcze nieodkrytych cząstek subatomowych. Co to za cząstki i kto ubiega się o tę rolę, kandydatów jest wielu.

Zakłada się, że fundamentalne cząstki elementarne z rodziny fermionów mają supersymetrycznych partnerów z innej rodziny - bozonów. Takie słabo oddziałujące masywne cząstki nazywane są WIMP (lub po prostu WIMP). Najlżejszym i zarazem stabilnym superpartnerem jest Neutralino. Oto jest, to jest najbardziej prawdopodobnym kandydatem do roli substancji ciemnej materii.

W chwili obecnej próby uzyskania neutralino lub przynajmniej podobnej lub zupełnie innej cząstki ciemnej materii nie powiodły się. Próbki uzyskania neutralino zostały podjęte w zderzeniach ultrawysokoenergetycznych na znanych i inna ocena Wielki Zderzacz Hadronów. W przyszłości eksperymenty będą prowadzone z jeszcze wyższymi energiami zderzeń, ale to nie gwarantuje, że zostaną odkryte przynajmniej niektóre modele ciemnej materii.

Jak mówi Matthew McCullough (z Centrum Fizyki Teoretycznej w Massachusetts Institute of Technology) – „Nasz zwykły świat jest złożony, nie jest zbudowany z cząstek tego samego typu, ale jeśli ciemna materia jest również złożona?” Zgodnie z jego teorią, hipotetycznie ciemna materia może oddziaływać ze sobą, ale jednocześnie ignoruje zwykłą materię. Dlatego nie możemy zauważyć i jakoś zarejestrować jej obecności.

(Kosmiczna mikrofalowa mapa tła (CMB) autorstwa Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP))

Nasza galaktyka, Droga Mleczna, składa się z ogromnego, kulistego, wirującego obłoku ciemnej materii, zmieszanego z mała ilość zwykła materia, która jest ściskana grawitacyjnie. Między biegunami dzieje się szybciej niż na równiku. W rezultacie nasza galaktyka przybiera formę spłaszczonego spiralnego dysku gwiazd i pogrąża się w sferoidalnym obłoku ciemnej materii.

Teorie istnienia ciemnej materii

Aby wyjaśnić naturę brakującej masy we Wszechświecie, wysunięto różne teorie, w taki czy inny sposób, mówiące o istnieniu ciemnej materii. Tutaj jest kilka z nich:

  • Przyciąganie grawitacyjne zwykłej zarejestrowanej materii we Wszechświecie nie może wyjaśnić dziwnego ruchu gwiazd w galaktykach, gdzie gwiazdy w zewnętrznych obszarach galaktyk spiralnych obracają się tak szybko, że powinny po prostu wylecieć w przestrzeń międzygwiazdową. Co ich powstrzymuje, jeśli nie da się tego naprawić.
  • Istniejąca ciemna materia przewyższa zwykłą materię Wszechświata 5,5 razy i tylko jej dodatkowa grawitacja może wyjaśnić nietypowe ruchy gwiazd w galaktykach spiralnych.
  • Możliwe cząstki ciemnej materii WIMP (WIMP), są one słabo oddziałującymi masywnymi cząstkami, podczas gdy superciężkimi supersymetrycznymi partnerami cząstek subatomowych. Teoretycznie istnieją ponad trzy niedostępne dla nas wymiary przestrzenne. Trudność polega na tym, jak je zarejestrować, gdy dodatkowe wymiary według teorii Kaluza-Klein są dla nas niedostępne.

Czy można zarejestrować ciemną materię?

Leć przez Ziemię ogromne ilości cząstki ciemnej materii, ale ponieważ ciemna materia nie oddziałuje, a jeśli istnieje oddziaływanie, które jest wyjątkowo słabe, praktycznie zerowe, ze zwykłą materią, to w większości eksperymentów nie uzyskano znaczących wyników.

Niemniej jednak próby rejestracji obecności ciemnej materii są podejmowane w różnych eksperymentach zderzeniowych jądra atomowe(krzem, ksenon, fluor, jod i inne) w nadziei zobaczenia odrzutu od cząstki ciemnej materii.

W neutrinowym obserwatorium astronomicznym na stacji Amundsen-Scott z ciekawa nazwa IceCube prowadzi badania mające na celu wykrycie wysokoenergetycznych neutrin urodzonych poza Układem Słonecznym.

Tutaj, na biegunie południowym, gdzie temperatura za burtą dochodzi do -80°C, na głębokości 2,4 km pod lodem zainstalowana jest precyzyjna elektronika, zapewniająca ciągły proces obserwowania tajemniczych procesów Wszechświata zachodzących poza nim. krawędź zwykłej materii. Na razie są to tylko próby zbliżenia się do rozwiązania najgłębszych tajemnic Wszechświata, ale są już pewne sukcesy, jak choćby historyczne odkrycie 28 neutrin.

Więc. Niezwykle interesujące jest to, że Wszechświat składający się z ciemnej materii, niedostępnej dla nas w zakresie widzialnym, może okazać się wielokrotnie bardziej złożony niż struktura naszego Wszechświata. A może Wszechświat ciemnej materii jest znacznie lepszy od naszego i to tam dzieją się wszystkie ważne rzeczy, których echa staramy się dostrzec w naszej zwykłej materii, ale to już przechodzi w sferę science fiction.

Ten artykuł został napisany przez Vladimira Gorunovicha dla tej witryny i witryny „Wikiznaniye”, umieszczonych na tej stronie w celu ochrony informacji, a następnie poprawionych.

Ciemna energia(angielska ciemna energia) to hipotetyczna forma energii, której istnienie zakładają niektóre modele kosmologiczne (przyspieszona ekspansja Wszechświata).
W ramach tych modeli istnieją dwie możliwości wyjaśnienia istoty ciemnej energii:

  • ciemna energia to stała kosmologiczna - stała gęstość energii, która równomiernie wypełnia przestrzeń Wszechświata (innymi słowy postuluje się niezerową energię i podciśnienie);
  • ciemna energia jest rodzajem kwintesencji - dynamicznego pola, którego gęstość energii może zmieniać się w czasie i przestrzeni.
Pierwsze wyjaśnienie jest przyjęte jako standard w kosmologii. Wybór między tymi dwiema opcjami wymaga bardzo dokładnych pomiarów tempa ekspansji Wszechświata. Tempo ekspansji Wszechświata opisuje kosmologiczne równanie stanu.

Zakłada się, że ciemna energia powinna również stanowić znaczną część tzw. masy utajonej wszechświata.

    1 Modele ciemnej energii i kosmologiczne
    2 Ciemna energia i „ekspansja wszechświata”
    3 Ciemna energia i podstawowe interakcje
    4 Ciemna energia i prawo zachowania energii
    5 Ciemna energia i teoria pola
    6 Ciemna energia – podstawa

1. Ciemna energia i modele kosmologiczne

Na podstawie obserwacji supernowych przeprowadzonych pod koniec lat 90-tych wysnuliśmy wniosek o występowaniu przyspieszenia w zakładanej (hipotezie Wielkiego Wybuchu) ekspansji Wszechświata. Następnie dodali do uzasadnienia: tak zwane promieniowanie reliktowe, soczewkowanie grawitacyjne, nukleosyntezę hipotetycznego Wielkiego Wybuchu. Uzyskane dane są zgodne z modelem lambda-CDM.

W astronomii odległości, których nie można zmierzyć bezpośrednio (odległości do innych galaktyk) są określane przy użyciu prawa Hubble'a i przesunięcia ku czerwieni. Ale prawo Hubble'a wymaga wprowadzenia parametru Hubble'a równego stosunkowi pewnej znanej odległości do wartości przesunięcia ku czerwieni. W astronomii odległość do supernowej typu Ia można określić na podstawie jej jasności metodą „standardowej świecy”, wykorzystując fakt, że wszystkie wybuchające supernowe typu Ia znajdujące się w tej samej odległości powinny mieć prawie taką samą obserwowaną jasność. Porównując obserwowaną jasność supernowych w różnych galaktykach, możliwe jest określenie odległości do tych galaktyk.

Pod koniec lat 90. w odległych galaktykach z supernowymi typu Ia odkryto, że supernowe mają jasność niższą niż ta, która jest dla nich przypuszczalna na podstawie odległości określonej przez prawo Hubble'a. Okazało się, że odległość do tych galaktyk, obliczona metodą „świec standardowych” (dla supernowych Ia), okazała się większa niż odległość obliczona prawem Hubble'a na podstawie wcześniej ustalonej wartości parametru Hubble'a. Z czego wywnioskowano, że wszechświat rozszerza się z przyspieszeniem. Na podstawie tych obserwacji postulowano istnienie nieznanego rodzaju energii podciśnienia zwanej „ciemną energią”.

Ale można wyciągnąć jeszcze jeden wniosek: Prawo Hubble'a nie działa lub nie jest dokładne i nie wprowadzać hipotetycznego przyspieszenia fikcyjnej ekspansji wszechświata. Jeśli chodzi o datę początku przyspieszonej ekspansji Wszechświata (około 5 miliardów lat temu), to ma ona taki sam stosunek do rzeczywistości jak wiek Wszechświata (13,75 miliarda lat) przyjęty w hipotezie Wielkiego Wybuchu.

Kosmolodzy nie chcieli radzić sobie ze swoimi błędami i przenieśli wszystko do fizyki. Oczywiście fizyka zajmie się tą bajką, ale z fizyki jest wystarczająco dużo innych opowieści matematyczne toczące się postępowanie.

2. Ciemna energia i „ekspansja wszechświata”

Istnienie ekspansji wszechświata nie zostało eksperymentalnie udowodnione... Nikt nie zmierzył odległości do odległych galaktyk i nie wykazał, że z czasem się zwiększa. Przesunięcie ku czerwieni w widmach odległych galaktyk można wyjaśnić bez odwoływania się do efektu Dopplera i hipotezy Wielkiego Wybuchu.
A skoro sam fakt rozszerzania się Wszechświata nie został udowodniony, to nie można mówić o przyspieszeniu nieistniejącej ekspansji Wszechświata... W konsekwencji modele kosmologiczne „Przyspieszonej ekspansji Wszechświata” są tylko nieuzasadnionymi hipotezami, a wynikająca z nich istnienie ciemnej energii jest tylko założeniem modeli matematycznych, których dokładność nie została udowodniona w fizyce i budzi uzasadnione wątpliwości .

Ponadto hipoteza „Wielkiego Wybuchu” jest dziś odrzucana przez fizykę:

  • hipoteza Wielkiego Wybuchu ignoruje niektóre prawa natury i dlatego nie może być uważana za teorię,
  • hipoteza Wielkiego Wybuchu wprowadza nieistniejące w przyrodzie formy energii, substancje i cząstki elementarne,
  • hipoteza Wielkiego Wybuchu nie uwzględnia rzeczywistych własności cząstek elementarnych,
  • hipoteza wielkiego wybuchu manipuluje siłami fizycznymi
Stąd: hipoteza Wielkiego Wybuchu jest błędem w fizyce. Mówiąc prościej: hipoteza Wielkiego Wybuchu to biblijna opowieść z XX wieku. Nic dziwnego, że Papież tak bardzo ją lubił.

3. Ciemna energia i podstawowe interakcje

Eksperymentalnie ustalono występowanie w przyrodzie następujących dwóch typów oddziaływań podstawowych:

  • oddziaływania elektromagnetyczne,
  • oddziaływania grawitacyjne.
Te rodzaje fundamentalnych oddziaływań odpowiadają dwóm formom energii:
  • energia elektromagnetyczna,
  • energia grawitacyjna.
Skoro wszystkie rodzaje oddziaływań w przyrodzie należy sprowadzić do wymienionych dwóch rodzajów oddziaływań fundamentalnych, to w konsekwencji wszystkie formy energii również powinny być sprowadzone do tych dwóch form energii. I dopóki w przyrodzie nie zostanie stwierdzona obecność innych rodzajów interakcji (oczywiście innych niż fikcyjne), obecność innych form energii w przyrodzie nie zostanie udowodniona.

Tak więc ciemna energia, jako oddzielna forma energii, jest sprzeczna z podstawowymi interakcjami istniejącymi w przyrodzie.

4. Ciemna energia i prawo zachowania energii

Energia nie może powstać z niczego – tj. z próżni, stworzonej przez nic i znikającej donikąd. Prawo zachowania energii jest podstawowym prawem natury. Wszystkie znane nauce formy energii podlegają temu prawu. Jeśli ciemna energia rzeczywiście istnieje w przyrodzie, musi również przestrzegać prawa zachowania energii. Wprowadzenie do ciemnej energii jego własne prawo natura wykracza poza fizykę – fizyka studiuje tylko przyrodę i jej prawa, a świat baśni to nie fizyka.

W konsekwencji w przyrodzie muszą zachodzić procesy przemiany „ciemnej” energii w inne rodzaje energii, a także przemiany odwrotne. Jedyne, z czym fizyka dotychczas zdołała się zmierzyć, to reakcje podobne do takich procesów z udziałem neutrin w mikroświecie. Ponieważ neutrino oddziałuje wyjątkowo słabo z innymi cząstkami elementarnymi i w ponad 99% przypadków przechodzi niezauważone przez czujniki, powstaje złudzenie utraty energii (kiedy neutrina są emitowane, na przykład, gdy neutron się rozpada) i podobnie iluzja energii pojawia się z niczego (gdy reakcja absorpcji neutrin). Fizyka nauczyła się rozpoznawać te zdarzenia i odkryła, że ​​działa tu również prawo zachowania energii. Inne „straty” i „wystąpienia” energii nie zostały ustalone przez fizykę.

Tak więc, jeśli ciemna energia rzeczywiście istnieje w przyrodzie, musi przestrzegać prawa zachowania energii, aw przyrodzie muszą być obserwowane nagłe straty i pojawianie się znanych form energii. Z braku tej ostatniej w przyrodzie wynika, że ​​ciemna energia jako oddzielna forma energii nie istnieje w przyrodzie. W naturze można zaobserwować procesy ze słabo oddziałującymi cząstkami elementarnymi (na przykład neutrina i ich stany wzbudzone), tworząc iluzję takich zdarzeń. Ale będzie to znana forma energii.

Cóż, jeśli jakikolwiek model ignoruje prawa natury, to sugeruje, że przed nami matematyczna opowieść.

5. Ciemna energia i teoria pola

Zgodnie z teorią pola cząstek elementarnych każda forma energii w przyrodzie musi składać się z cząstek elementarnych istniejących w przyrodzie lub być przez nie wytworzonych. Ten formularz energia może być przenoszona przez cząstki elementarne w stanie rzeczywistym zgodnie z prawami natury, w tym z prawem zachowania energii. Otóż ​​skoro wszystkie cząstki elementarne składają się z pola elektromagnetycznego, to ta forma energii będzie formą elektromagnetyczną energii (lub jej pochodną - formą wypływającą z energii elektromagnetycznej lub wytworzoną przez energię elektromagnetyczną).

Tak więc ciemna energia albo nie istnieje w przyrodzie, albo może zostać zredukowana do elektromagnetycznej (lub grawitacyjnej) formy energii - mogą to być energie neutrin emitowane w gigantycznych ilościach przez gwiazdy (patrz artykuł Redshift and the Mystery of Solar Neutrinos).

6. Ciemna energia – podstawa

Ciemna energia jako oddzielna forma energii:

  • zaprzecza podstawowym interakcjom istniejącym w przyrodzie,
  • nie zaobserwowano podczas konwersji energii inne formy,
  • nie ma za sobą żadnych prawdziwych pól w przyrodzie.
Istnienie ekspansji samego Wszechświata nie zostało udowodnione w fizyce: przesunięcie ku czerwieni w widmach odległych galaktyk można wyjaśnić bez odwoływania się do efektu Dopplera i hipotezy Wielkiego Wybuchu. Zapotrzebowanie na niektóre modele ciemnej energii nie jest dowodem na jej istnienie w przyrodzie.

Dlatego ciemna energia jako oddzielna forma energii nie może istnieć w przyrodzie. W naturze występują „niewidzialne” formy energii elektromagnetycznej – jest to energia niesiona przez neutrina, w gigantycznych ilościach emitowanych przez gwiazdy. Ale do wypełnienia Wszechświata neutrinami 13,75 miliarda lat to zdecydowanie za mało, ale generalnie lepiej pożegnać się z opowieścią wielki wybuch- wbrew prawom natury.

Władimir Gorunowicz