Energia întunecată este unul dintre cele mai enigmatice și necunoscute fenomene din domeniul cosmologiei.. În ciuda faptului că reprezintă aproximativ 70% din conținutul energetic al universului, natura sa exactă rămâne un mister.
În acest articol, veți avea ocazia să explorați în profunzime conceptul de energie întunecată, istoria descoperirii sale, teoriile care încearcă să o explice și provocările cu care se confruntă oamenii de știință în încercarea lor de a înțelege această enigmă cosmică. Nu poți rata această invitație, află despre ce este vorba Energia întunecată: misterul expansiunii universului.
Ce este energia întunecată?
Energia întunecată este un concept în fizica teoretică și cosmologie care este folosit pentru a descrie o formă de energie care pare să fie prezentă în tot spațiul și este implicată în expansiunea accelerată a universului.
Ocupă 70% din spațiul cosmic și natura sa exactă este încă necunoscută. Știm doar că există și cum se comportă, iar acest lucru este demonstrat de observațiile cosmologice din care au fost formulate modele teoretice care explică modul în care această formă misterioasă de energie influențează organizarea cosmică.
Cum se comportă Energia Întunecată în Univers?
Observațiile astronomice sugerează că este responsabil pentru accelerarea expansiunii universului de acum aproximativ 6,145 de milioane de ani acționând ca o forță gravitațională respingătoare.
Din cadrul teoriei relativității generale, formulată de Albert Einstein, energia întunecată ar putea fi considerată o sursă suplimentară de energie și masă care contribuie la curbura spațiu-timp. În acest fel, energie întunecată ar putea fi o constantă cosmologică, o formă de energia vidului care rămâne constantă în timp şi spaţiu.
Alte teorii, pe de altă parte, propun această energie întunecată ar putea fi asociate cu câmpuri energetice dinamiceCa câmp de chintesență sau chintesență, care se poate schimba în timp și are proprietăți asemănătoare fluidelor.
După cum putem vedea, modelele teoretice sunt variate și fiecare dintre ele indică o abordare diferită în încercarea de a explica natura acestei forme ciudate de energie și modul în care se comportă în univers. Mai târziu vom aprofunda în modelele teoretice care până acum încearcă să explice ce este energia întunecată.
Energia Întunecată și Materia Întunecată nu sunt la fel
Este important să nu confundăm energia întunecată cu materia întunecată, ele sunt două concepte foarte diferite de cosmologie și, deși ambele alcătuiesc cea mai mare parte a compoziției universului, ele joacă roluri diferite.
- Materia întunecată este o formă de materie, și deci, o masă tangibilă, care ca atare exercită o puternică influență gravitațională asupra materiei vizibile a universului.
- Energia întunecată, pe de altă parte, este o formă ipotetică sau teoretizată de energie. a cărui existență este o simplă deducție din efectul pe care îl exercită asupra expansiunii accelerate a universului, rezultând o forță misterioasă de natură necunoscută. Energia întunecată nu poate fi tratată ca o formă convențională de energie și, prin urmare, este un concept mai dificil de înțeles decât materia întunecată.
În concluzie, materia întunecată este o formă de materie, în timp ce energia întunecată este asociată cu un câmp care ocupă tot spațiul și este mai abundent decât materia întunecată.
Cum a fost descoperită Energia Întunecată?
În următoarele rânduri vom face un scurt tur al istoriei fizicii teoretice care a condus la descoperirea energiei întunecate. Noi incepem:
Constanta cosmologică a lui Einstein
Potrivit lui Einstein însuși, constanta cosmologică „a fost cea mai mare greșeală a lui”. Cu toate acestea, știința se construiește prin „acumularea de erori” și asta îi permite progresul. Poate că acea „greșeală” a fost o aproximare la o cunoaștere mai profundă a universului.
Albert Einstein a propus constanta cosmologică pentru a obține o soluție stabilă a ecuației sale de câmp gravitațional, care ar duce la indicarea unui univers care se află într-o stare staționară.
Cu toate acestea, observațiile lui Edwin Hubble au arătat că universul se extinde.și acolo Einstein s-a referit la constanta cosmologică drept „cea mai mare greșeală a lui”. Istoria fizicii a fost în acest moment în preludiul descoperirii cauzei expansiunii universului: energia întunecată.
Accelerarea expansiunii universului
Descoperirea supernovelor îndepărtate de către două echipe de astronomi în 1998 a marcat o piatră de hotar în istoria cosmologiei, conducând oamenii de știință să formuleze „piesa care s-ar potrivi puzzle-ului” care ar explica expansiunea accelerată a universului: energia întunecată a fost propusă drept cauză a acelei accelerări.
Teorii și modele explicative ale energiei întunecate
Constanta cosmologică și energia vidului
Una dintre cele mai acceptate teorii pentru a explica energia întunecată este că aceasta este legată de energia vidului spațiu-timp în sine.
Constanta cosmologică a lui Einstein poate fi interpretată ca o manifestare a energiei vidului., care are un efect respingător asupra expansiunii universului. Astfel, din teoria relativității, energia întunecată ar influența acea „țesătură spațiu-timp” care susține universul, curbându-l și provocând expansiunea lui.
Chintesența și câmpurile scalare
O altă teorie sugerează că energia întunecată ar putea fi o formă de "chintesenţă", un tip de materie a cărei densitate energetică poate varia în timp și spațiu.
Această chintesență ar fi legată de câmpurile scalare, ale căror contribuții la densitatea energiei s-ar putea schimba lent în timp.
Observațiile cosmologice arată existența Energiei Întunecate
Supernove de tip Ia
Prima dovadă directă a energiei întunecate a venit din observațiile privind accelerarea ratei de expansiune a universului prin studierea supernovelor de tip Ia. Aceste stele strălucitoare pe moarte permis astronomilor calculează distanţele până la galaxiile lor gazdă şi determina cât de repede se îndepărtau de noi.
Radiația de fundal cosmic
Alte dovezi ale existenței energiei întunecate au fost obținute prin observarea lui radiația cosmică de fond, care este ecoul termic al Big Bang-ului. Măsurătorile precise ale fluctuațiilor de temperatură ale acestei radiații au permis oamenilor de știință să estimeze cantitatea de energie întunecată din univers cu mare precizie.
Proiecte curente pentru cercetarea energiei întunecate
Studiu privind energia întunecată (DES)
The Dark Energy Survey este un proiect de observare astronomică care urmărește să obțină o mai bună înțelegere a energiei întunecate prin intermediul măsurarea distribuției galaxiilor și a expansiunii universului. Acest proiect folosește telescopul Victor M. Blanco de la Observatorul Interamerican Cerro Tololo din Chile pentru a-și efectua observațiile.
Telescopul spațial roman Nancy Grace
Telescopul spațial roman Nancy Grace, programat să fie lansat în următorul deceniu, își propune să studieze energia întunecată și să ofere o perspectivă mai profundă asupra naturii acesteia. Acest telescop spațial este proiectat să funcționeze măsurători precise ale expansiunii universului în timpul cosmic.
Câteva explicații alternative ale energiei întunecate
Modificări la Teoria Generală a Relativității
O posibilitate de a explica energia întunecată este că teoria generală a relativității a lui Einstein nu este aplicabilă scărilor cosmologice și trebuie modificată. Cu toate acestea, până acum, nicio încercare de modificare a relativității generale nu a reușit să elimine energia întunecată fără a încălca alte observaţii.
Efectele materiei întunecate
O altă explicație alternativă ar putea fi aceea că energia întunecată este a efect secundar al interacțiunii materiei întunecate cu gravitația și energia vidului la scară cosmică. Deși această idee este interesantă, încă nu există dovezi definitive care să susțină această ipoteză.
Viitorul Universului
Un univers în continuă expansiune
Dacă există un lucru de care suntem siguri, este că universul se extinde într-un ritm din ce în ce mai mare și se datorează „ceea ce” au numit oamenii de știință energie întunecată.
Prezența energiei întunecate, prin urmare, implică faptul că universul va continua să se extindă în vremurile viitoare, nu pare să existe nimic care să-i oprească accelerația. Deci, în viitorul îndepărtat, aproape toate galaxiile vor dispărea din vederea noastră, lăsându-ne singuri într-un univers din ce în ce mai gol și întunecat.. Cel puțin deranjant, nu știm dacă specia umană va supraviețui pentru a o vedea.
O soartă rece și întunecată?
Dacă energia întunecată continuă să domine expansiunea universului, este posibil ca în cele din urmă să ajungă la o stare numită „moarte la căldură”, în care toate stelele vor fi fost consumate și nu va fi suficientă energie pentru a crea noi structuri cosmice. În acest scenariu, universul ar deveni din ce în ce mai rece și mai întunecat.
În concluzie
Energia întunecată este unul dintre cele mai mari mistere ale cosmologiei moderne. Descoperirea sa i-a determinat pe oamenii de știință să caute noi teorii și explicații pentru această enigmă.
Deși nu este încă pe deplin înțeleasă, căutarea unei mai bune înțelegeri a energiei întunecate continuă să fie o prioritate în cercetarea astronomică. Cu proiecte precum Dark Energy Survey și Nancy Grace Roman Space Telescope, Oamenii de știință speră să dezvăluie misterul energiei întunecate și, în cele din urmă, să dezvăluie adevărata natură a universului în care trăim.
Ce crezi? Soarta și comportamentul universului este copleșitoare și totul datorită la Energia întunecată: misterul expansiunii universului.