Tamsioji energija yra vienas mįslingiausių ir nežinomiausių reiškinių kosmologijos srityje.. Nepaisant to, kad jis sudaro maždaug 70% visatos energijos, tiksli jo prigimtis lieka paslaptis.
Šiame straipsnyje turėsite galimybę nuodugniai ištirti tamsiosios energijos sampratą, jos atradimo istoriją, teorijas, kurios bando ją paaiškinti, ir iššūkius, su kuriais susiduria mokslininkai, siekdami suprasti šią kosminę mįslę. Negalite praleisti šio kvietimo, sužinokite, kas tai yra Tamsioji energija: Visatos plėtimosi paslaptis.
Kas yra tamsioji energija?
Tamsioji energija yra teorinės fizikos ir kosmologijos sąvoka, naudojama apibūdinti energijos forma, kuri, atrodo, yra visoje erdvėje ir yra susijusi su spartėjančiu visatos plėtimu.
Jis užima 70% kosminės erdvės ir tiksli jo prigimtis vis dar nežinoma. Mes tik žinome, kad ji egzistuoja ir kaip ji elgiasi, ir tai įrodo kosmologiniai stebėjimai, iš kurių buvo suformuluoti teoriniai modeliai, paaiškinantys, kaip ši paslaptinga energijos forma įtakoja kosminę organizaciją.
Kaip Tamsioji energija elgiasi Visatoje?
Astronominiai stebėjimai rodo, kad yra atsakingas už visatos plėtimosi pagreitį nes maždaug prieš 6,145 milijonus metų veikė kaip atstumianti gravitacinė jėga.
Remiantis Alberto Einšteino suformuluotos bendrosios reliatyvumo teorijos rėmais, tamsioji energija gali būti laikoma papildomu energijos ir masės šaltiniu, prisidedančiu prie erdvės-laiko kreivumo. Tokiu būdu tamsioji energija galėtų būti a kosmologinė konstanta, forma vakuuminė energija kuri išlieka pastovi laike ir erdvėje.
Kita vertus, kitos teorijos teigia, kad tamsioji energija gali būti siejamas su dinaminiais energijos laukais, kaip kvintesencijos laukas arba kvintesencija, kuris laikui bėgant gali keistis ir turėti į skystį panašių savybių.
Kaip matome, teoriniai modeliai yra įvairūs ir kiekvienas iš jų nurodo skirtingą požiūrį, bandant paaiškinti šios keistos energijos formos prigimtį ir tai, kaip ji elgiasi visatoje. Vėliau gilinsimės į teorinius modelius, kurie iki šiol bando paaiškinti, kas yra tamsioji energija.
Tamsioji energija ir tamsioji medžiaga nėra tas pats
Svarbu nepainioti tamsiosios energijos su tamsiąja materija, tai dvi labai skirtingos sąvokos nuo kosmologijos, ir nors abi jos sudaro didžiąją visatos sudėties dalį, jos atlieka skirtingus vaidmenis.
- Tamsioji materija yra materijos forma, taigi, apčiuopiama masė, kuri kaip tokia daro stiprią gravitacinę įtaką matomai visatos medžiagai.
- Kita vertus, tamsioji energija yra hipotetinė arba teorinė energijos forma. kurio egzistavimas yra tik išvada iš poveikio, kurį jis daro pagreitėjusiam visatos plėtimuisi, dėl kurio atsiranda paslaptinga nežinomos prigimties jėga. Tamsioji energija negali būti traktuojama kaip įprasta energijos forma, todėl ją sunkiau suprasti nei tamsiąją medžiagą.
Apibendrinant galima pasakyti, kad tamsioji medžiaga yra materijos forma, o tamsioji energija yra susijusi su lauku, kuris užima visą erdvę ir yra gausesnis nei tamsioji materija.
Kaip buvo atrasta Tamsioji energija?
Kitose keliose eilutėse trumpai apžvelgsime teorinės fizikos istoriją, kuri paskatino atrasti tamsiąją energiją. Mes pradedam:
Einšteino kosmologinė konstanta
Pasak paties Einšteino, kosmologinė konstanta „buvo didžiausia jo klaida“. Tačiau mokslas kuriamas „klaidų kaupimu“ ir tai leidžia jam progresuoti. Galbūt ta „klaida“ buvo artimas gilesniam visatos pažinimui.
Albertas Einšteinas pasiūlė kosmologinę konstantą, kad gautų stabilų savo gravitacinio lauko lygties sprendimą. reikštų nukreipimą į visatą, kuri yra nejudančioje būsenoje.
Tačiau Edvino Hablo stebėjimai parodė, kad visata plečiasi., ir būtent ten Einšteinas kosmologinę konstantą pavadino „didžiausia savo klaida“. Šiuo metu fizikos istorija buvo visatos plėtimosi priežasties – tamsiosios energijos – įžanga.
Visatos plėtimosi pagreitis
Dviejų astronomų komandų 1998 m. atradimas nutolusių supernovų buvo svarbus etapas kosmologijos istorijoje, paskatinęs mokslininkus suformuluoti „gabalėlį, kuris tilptų į galvosūkį“, kuris paaiškintų spartėjantį visatos plėtimąsi: Tamsioji energija buvo pasiūlyta kaip to pagreičio priežastis.
Tamsiosios energijos teorijos ir aiškinamieji modeliai
Kosmologinė konstanta ir vakuumo energija
Viena iš labiausiai priimtų teorijų, paaiškinančių tamsiąją energiją, yra ta, kad ji yra susijusi su paties erdvės ir laiko vakuumo energija.
Einšteino kosmologinė konstanta gali būti interpretuojama kaip vakuuminės energijos pasireiškimas., kuris turi atstumiantį poveikį visatos plėtimuisi. Taigi, remiantis reliatyvumo teorija, tamsioji energija paveiktų tą „erdvės-laiko audinį“, kuris palaiko visatą, lenkdamas ją ir sukeldamas jos plėtimąsi.
Kvintesencijos ir skaliariniai laukai
Kita teorija rodo, kad tamsioji energija gali būti tam tikra forma "kvintesencija", materijos rūšis, kurios energijos tankis gali kisti laike ir erdvėje.
Ši kvintesencija būtų susijusi su skaliariniais laukais, kurių indėlis į energijos tankį laikui bėgant gali kisti lėtai.
Kosmologiniai stebėjimai rodo Tamsiosios energijos egzistavimą
Ia tipo supernovos
Pirmieji tiesioginiai tamsiosios energijos įrodymai buvo gauti stebint Visatos plėtimosi greitį, tiriant Ia tipo supernovas. Šios ryškiai mirštančios žvaigždės leido astronomai apskaičiuoti atstumus iki jų šeimininkų galaktikų ir nustatyti, kaip greitai jie tolsta nuo mūsų.
Kosminė foninė spinduliuotė
Kiti tamsiosios energijos egzistavimo įrodymai buvo gauti stebint kosminė foninė spinduliuotė, kuri yra Didžiojo sprogimo terminis aidas. Tikslūs šios spinduliuotės temperatūros svyravimų matavimai leido mokslininkams labai tiksliai įvertinti tamsiosios energijos kiekį visatoje.
Dabartiniai tamsiosios energijos tyrimų projektai
Tamsiosios energijos tyrimas (DES)
„Dark Energy Survey“ yra astronomijos stebėjimo projektas, kuriuo siekiama geriau suprasti tamsiąją energiją. matuojantis galaktikų pasiskirstymą ir visatos plėtimąsi. Šiame projekte stebėjimams atlikti naudojamas Viktoro M. Blanco teleskopas Cerro Tololo tarpamerikietiškoje observatorijoje Čilėje.
Nancy Grace romėnų kosminis teleskopas
Nancy Grace romėnų kosminis teleskopas, kurį planuojama paleisti per ateinantį dešimtmetį, siekia ištirti tamsiąją energiją ir suteikti gilesnės įžvalgos apie jos prigimtį. Šis kosminis teleskopas yra skirtas atlikti tikslūs Visatos plėtimosi kosminiu laiku matavimai.
Kai kurie alternatyvūs tamsiosios energijos paaiškinimai
Bendrosios reliatyvumo teorijos modifikacijos
Viena iš galimybių paaiškinti tamsiąją energiją yra ta, kad Einšteino bendroji reliatyvumo teorija netaikoma kosmologinėms skalėms ir turi būti modifikuota. Tačiau iki šiol jokiam bandymui modifikuoti bendrąjį reliatyvumą nepavyko pašalinti tamsiosios energijos nepažeidžiant kitų pastabų.
Tamsiosios medžiagos efektai
Kitas alternatyvus paaiškinimas galėtų būti tas, kad tamsioji energija yra a antrinis tamsiosios medžiagos sąveikos su gravitacija ir vakuumo energija poveikis ant kosminių svarstyklių. Nors ši idėja yra įdomi, vis dar nėra galutinių įrodymų, patvirtinančių šią hipotezę.
Visatos ateitis
Nuolat besiplečianti Visata
Jei esame tikri dėl vieno dalyko, tai yra tai, kad visata plečiasi vis greičiau ir tai yra dėl to, ką mokslininkai pavadino tamsiąja energija.
Todėl tamsiosios energijos buvimas reiškia, kad ateinančiais laikais Visata ir toliau plėsis, atrodo, kad nėra nieko, kas sustabdytų jos pagreitį. Taigi tolimoje ateityje beveik visos galaktikos išnyks iš mūsų akiračio, palikdamos mus vienus vis tuštesnėje ir tamsesnėje visatoje. Mažų mažiausiai nerimą kelia tai, kad nežinome, ar žmonių rūšis išgyvens, kad tai pamatytų.
Šaltas ir tamsus likimas?
Jei visatos plėtimosi metu ir toliau dominuos tamsioji energija, gali būti, kad galiausiai ji pasieks būseną, vadinamą "šilumos mirtis", kuriame bus sunaudotos visos žvaigždės ir neužteks energijos naujoms kosminėms struktūroms sukurti. Pagal šį scenarijų visata taptų vis šaltesnė ir tamsesnė.
užbaigiant
Tamsioji energija yra viena didžiausių šiuolaikinės kosmologijos paslapčių. Jo atradimas paskatino mokslininkus ieškoti naujų šios mįslės teorijų ir paaiškinimų.
Nors dar nėra visiškai suprantama, geresnio tamsiosios energijos supratimo paieškos ir toliau yra astronominių tyrimų prioritetas. Su tokiais projektais kaip „Dark Energy Survey“ ir „Nancy Grace“ kosminis teleskopas, Mokslininkai tikisi atskleisti tamsiosios energijos paslaptį ir galiausiai atskleisti tikrąją visatos, kurioje gyvename, prigimtį.
Ką tu manai? Visatos likimas ir elgesys yra didžiulis, ir visa tai dėka la Tamsioji energija: Visatos plėtimosi paslaptis.