Mis on tume energia?

Tume energia on praegu ilmselt kõige salapärasem idee kogu füüsikas. See on palju müstilisem kui tumeaine, aine, mis ise on varjus peidus. Tume aine , saame vähemalt kaardistada ja mõista seda universumis füüsiliselt jaotatuna, umbes nagu tavaline aine. Kuid tumedast energiast on nii vähe aru saadud, et seda mõistet pole isegi peaaegu üldse määratletud. Mis on tume energia? Tume energia on kõik, mis muudab tänapäevases kosmoloogias teatavaid tohutuid vigu mõistlikuks.



Pärast Einsteini olid füüsikud olnud üsna kindlad, kuidas universum areneb: Suur Pauk viskas kogu aine väljapoole, nagu seda teeb plahvatus, ja nüüd aeglustab gravitatsioon seda välist laienemist aine loomuliku kalduvuse kaudu, et nad ei taha teistest eemale liikuda. asja. Einstein ütles, et universum oli staatiline, kuid aktsepteeris hiljem Edwin Hubble'i tõendeid selle kohta, et universum tegelikult laienes, ja nimetas staatilise universumi hüpoteesi oma 'suurimaks pettuseks'.

Tunnistage seda, teadlased: see pole nii

Tunnistage seda, teadlased: see ei tee tegelikult midagi.



Kuid kindlasti peab ka laienev universum seda tegema mõned meel. Oli ebaselge, kas universum lõpetab kunagi oma laienemise täielikult või hakkab ehk endasse tagasi tõmbuma, mille tulemuseks on lõpuks suur kriis. Siiski oli üks asi kindel: universum ei muutunud kindlasti suuremaks kiiremini .

Välja arvatud see, et on. Uuringud, milles vaadeldi Ia tüüpi supernoovasid, nn 'standardküünlaid' astronoomias, andsid esimesed tõendid selle kohta, et universumi paisumine ei toimu üha aeglasemalt, vaid aja möödudes üha kiiremini. 1998. aastal saabudes oli see sajandi suurim teaduslik teadaanne. Hiljem on tõendeid sellistest asjadest nagu Kosmiline mikrolaineahi taustkiirgus näitas, et see oli õige: trotsides aine gravitatsioonilist mõju, laieneb universum üha kiiremini.



tume energia 5Veelgi enam, tundus, et neid on lihtsalt rohkem värk universumis kui seni teada oli. Eelnevalt mainitud CMB kaardid võivad anda väärtuse, mida nimetatakse kriitiliseks tiheduseks, mis peaks teatud vaatluste korral võrduma aine ja energia üldkogusega universumis. Tegelik vaadeldav kogus ei ole kaugelt selle näitajaga võrdne ja isegi kui pimedat ainet võetakse arvesse, näib universumis ikkagi olevat vaid umbes kolmandik värk selles ootuspäraselt.

Füüsikud mõistsid, et neil kahel vaatlusel võivad olla ühesugused seletused: universumis on palju rohkem energiat, kui me varem teadsime, ja see energia võib juhtida laienemist, mida me universumis jälgime.

Oluline on, et üks teistest nimedest, millega tumeda energia saamiseks võite kokku puutuda, on 'kosmose energia'. Einstein nimetas seda kosmoloogiliseks konstandiks, kuid ta ei saanud hästi aru, millele ta viitas (osa sellest, miks see teda nii tõsiselt põletas). See muudaks pimeda energia ruumi olemuslikuks omaduseks - kui teil on mõnes ruumis pimedat energiat ja siis laiendate seda ruumi 100%, ei lahjenda see pimedat energiat, mis teil oli, sest teie äsja loodud uus ruum saab olema tume energia kogu oma. Me teame seda, sest kõik kosmosel on selle teooria mõiste määratlusega tume energia või muidu poleks see ruum.



Niisiis, kui universum laieneb, võib see energia seda laienemist edasi juhtida, kuna seda ei lahjendata. Kui see toimiks, nagu tavaline aine ja energia, määritaks selle mõju välja nii, et gravitatsioon domineerib ja laienemine aeglustub või peatub.

tume energia 4Selle idee suur probleem on see, et saame arvutada, milline peaks olema kosmoloogilise konstandi väärtus - see tähendab pimedas energia hüpoteetilise tõukejõu tugevus - ja see arvutus viib arvudeni palju kõrgem, kui me tegelikult vaatleme. Kui kosmoloogiline konstant oleks see, mis ta peaks olema, lendaks universum üksteisest palju kiiremini, kui me tegelikult täheldame, välja arvatud juhul, kui mõni muu tundmatu jõud sellele vastu ei hakka.

Teisalt ütleb konkureeriv tume energia teooria, et see võib olla kvantväli, mis täidab ruumi, sundides seda laienema lihtsa täiusega. Selle asemel, et rohkem ruumi tekitaks rohkem tumedat energiat, juhtub selles universumi kontseptsioonis asi vastupidi.



Kuid see idee peaks tähendama, et planeetide ja muude makroskaalaliste objektide orbiite häiriks tume energia - kuid need ei tundu olevat. Mõned füüsikud on pime energia jaoks välja pakkunud nn kameeleonivälja, mis hajub tühjusesse, kui see puutub kokku väga tihedate või massiivsete objektidega. Sel juhul viitab “väga tihe” kõigele, mis on suurem kui vaid mõni aatom.

Märkate, et on olemas palju selles valdkonnas spekuleerimist ja palju soovmõtteid. Kuidas me teame, et tume energia ei ole veel üks Einsteini kosmoloogilistest konstantidest, väljamõeldud mõiste, mis leiutati ebaõnnestunud teooria toetamiseks? Miks ei võiks tume energia olla lihtsalt järjekordne hulljulge katse ebamugavate tähelepanekute selgitamiseks?

tume energia 2

Rida universumi kaarte, mis ümbritsevad Maad kontsentreeritult.

Kosmilise mikrolaineahju taustkiirguse tõttu - unustasite selle ära? Teadlased ei pruugi pimedast energiast palju teada, kuid nad teavad, et see on peaaegu kindlasti olemas, kuna neil on võime arvestada kogu tüüpi aine ja energia koguarvuga. See energia, enamus universumist, on ülekaalukalt kõige tõenäolisem kandidaat, mis põhjustab universumi kiirenevat laienemist. Arvutused on pannud kindlus millegi sarnase tumeda energia olemasolule 99,996% juures.

Kuid ärge tehke viga: tume energia on üks vähem mõistetud mõisteid, mida teadus on kunagi laialdaselt aktsepteerinud. Tume energia mõistmine ei oleks mitte ainult filosoofiliselt oluline, vaid see annaks teadlastele palju täpsema ettekujutuse sellest, kuidas universum tekkis ja arenes pärast seda punkti.

Pimeda energia uuringul ja teistel universumi taseme uuringutel on pimeda energia uuringute tulevikule palju pakkuda, kuid Suur hadroni kokkupõrge , mis hiljuti taasavati pärast olulisi elektriarendusi, võib anda selles küsimuses täiesti uut tüüpi tõendeid. Nii ägedalt aatomeid purustades suudavad nad lõpuks pudelis tumedat energiat mõõta.

Põhjalikuma ülevaate saamiseks vaadake meie sarja 2007es.com Explains.

Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | 2007es.com