Смоделированный на компьютере процесс скучивания вещества в эпоху образования скоплений галактик. Желтые отрезки вектора, указывающие скорость движения вещества. Рис. KLAUS DOLAG AND THE VVDS TEAM

В последнее время в космологии — науке, которая изучает структуру и эволюцию Вселенной, — стал широко применяться термин темная энергия, вызывающий у людей, далеких от этих исследований, по меньшей мере легкое недоумение. Часто в паре с ним выступает и другой «мрачный» термин — «темная материя», а также упоминается, что, по данным наблюдений, эти две субстанции обеспечивают 95% полной плотности Вселенной. Прольем же луч света на это «царство мрака».

В научной литературе термин «темная энергия» появился в конце прошлого века для обозначения физической среды, заполняющей всю Вселенную. В отличие от различных видов вещества и излучения, от которых можно полностью очистить или экранировать некоторый объем, темная энергия в современной Вселенной неразрывно связана с каждым кубическим сантиметром пространства. С некоторой натяжкой можно сказать, что само пространство обладает массой и участвует в гравитационном взаимодействии.

Первое слово в термине «темная энергия» указывает на то, что эта форма материи не испускает и не поглощает никакого электромагнитного излучения, в частности света. С обычным веществом она взаимодействует только через гравитацию. Слово же «энергия» противопоставляет эту среду структурированной, то есть состоящей из частиц, материи, подчеркивая, что она не участвует в процессе гравитационного скучивания, ведущего к образованию галактик и их скоплений. Иными словами, плотность темной энергии, в отличие от обычного и темного вещества, одинакова во всех точках пространства.

Во избежание путаницы сразу отметим, что мы исходим из материалистического представления об окружающем нас мире, а значит, все, что заполняет Вселенную, — это материя. Если материя структурирована, ее называют веществом, а если нет, как, например, поле, то — энергией. Вещество, в свою очередь, делят на обычное и темное, ориентируясь на то, взаимодействует ли оно с электромагнитным излучением. Правда, по сложившейся в космологии традиции темное вещество принято называть «темной материей». Энергия тоже делится на два типа. Один из них — это как раз излучение, еще одна субстанция, наполняющая Вселенную. Когда-то именно излучение определяло эволюцию нашего мира, но сейчас его роль упала почти до абсолютного нуля, точнее до 3 градусов Кельвина — температуры так называемого реликтового микроволнового излучения, идущего в космосе со всех сторон. Это остаток горячей молодости нашей Вселенной. А вот о другом типе энергии, который не взаимодействует ни с веществом, ни с излучением и проявляет себя исключительно гравитационно, мы бы могли никогда не узнать, если бы не исследования в области космологии.

С излучением и обычным веществом, состоящим из атомов, мы постоянно имеем дело в повседневной жизни. Гораздо меньше мы знаем о темной материи. Тем не менее достаточно надежно установлено, что ее физическим носителем являются некие слабовзаимодействующие частицы. Известны даже некоторые свойства этих частиц, например, что у них есть масса, а движутся они много медленнее света. Однако они никогда еще не регистрировались искусственными детекторами.

Таинственная темная энергия может разорвать Вселенную

© Fotolia/ marcel

Материал подготовлен редакцией ИноСМИ специально для раздела РИА Наука

Михаэль Оденвальд

© Фото: ESA - C. Carreau

Новый возраст Вселенной: 13,81 миллиардов лет

Тогда Вселенная считалась еще статичной. Но если бы космос действительно был неподвижным, тогда массы должны были бы из-за воздействия своей силы притяжения столкнуться друг с другом. Но этого не происходит, как показали астрономические наблюдения еще в начале 20 века. Поэтому Эйнштейн ввел космологическую силу отталкивания, которая должна была уравновешивать гравитацию космических масс.

Но он не мог объяснить это с точки зрения физики. Позднее это сделал Жорж Леметр . Пустое пространство на самом деле не является абсолютно пустым, а содержит некоторое количество энергии. Ее сила определяется квантовой теорией. Как следствие, в вакууме постоянно происходят так называемые квантовые колебания. В энергетических колебаниях возникают частицы, которые, однако, тут же друг друга уничтожают. Это происходит так быстро, что данные процессы сегодняшними средствами невозможно измерить. Возникающая при этом вакуумная энергия действует отталкивающе.

Темная энергия пятый элемент космологии?

Kvant. Тёмная энергия

Рубаков В. Темная энергия во Вселенной //Квант. — 2010. — № 5. — С. 8-15

По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала Квант

Физики любят красное словцо. в их среде с некоторых пор принято давать «ненаучные» названия вновь открытым сущностям. Взять хотя бы «странный» или «очарованный» кварки. Вот и темная энергия - не синоним темных сил, а термин, придуманный для обозначения необычного свойства нашей Вселенной.

Немного истории

То, что в нашей Вселенной «что-то не так», стало ясно космологам уже к началу 90-х годов прошлого века. Чтобы пояснить, о чем идет речь, начнем с того, что напомним о расширении нашей Вселенной. Удаленные друг от друга галактики разбегаются, причем чем дальше находится галактика, тем быстрее она удаляется от нас. Количественно темп расширения характеризуется параметром Хаббла - коэффициентом пропорциональности между скоростью удаления и расстоянием. Значение параметра Хаббла в современной Вселенной довольно хорошо измерено: темп расширения Вселенной сегодня таков, что галактики, удаленные от Земли на расстояние 1 миллиард световых лет, убегают от нас со скоростью 22000 километров в секунду. Параметр Хаббла зависит от времени; так, в далеком прошлом Вселенная расширялась гораздо быстрее, чем сейчас, и, соответственно, параметр Хаббла был гораздо больше.

Мы не решаемся изменить ЛС, но она действительно точно проверена только для масштабов Солнечной Системы . На космологических масштабах мы можем рассматривать модификацию ОТО - такую, как гравитация более высокого порядка .

Что может ограничивать ТЭ?

• Временна я зависимость уравнения состояния w
• Поиск каких либо свойств ТЭ группироваться. В настоящем нет никаких доказательств этому
• Как ТЭ связана с ТМ? Это связано с вопросом о группировании ТЭ
• Локальные проверки ОТО и принципа эквивалентности, хотя экстраполяция ОТО с СС на Вселенную на 13-15 порядков величины сравнима с экстраполяцией с шкалы слабого взаимодействия на шкалу ТВО в феноменологии частиц. Обычный метод при отсутствии гипотез.

  Мы знаем по Лэмбовскому сдвигу и Эффекту Казимира в квантовой электродинамике, что вакуумные флуктуации - это реальный эффект.

  

  Если мы рассчитаем значение Λ, оно будет попросту иметь ультрафиолетовую четвертичную расходимость. Наиболее естественное УФ-обрезание в ОТО есть Планковская масса

  Что такое темная энергия? и имеет ли она отношение к темной материи?

  Inspiration Высший разум 6 лет назад

  Имеет, но это разные вещи.

  Понятия пока только теоретические, но примерно они означают следующее:

  Тёмная материя - это объекты не наблюдаемые никак, кроме как по гравитационному действию на наблюдаемые.

  Остальные ответы

  Рома Зайцев Мастер 6 лет назад

  Тёмная энергия в космологии — гипотетическая форма энергии, имеющая отрицательное давление и равномерно заполняющая всё пространство Вселенной. Согласно общей теории относительности, гравитация зависит не только от массы, но и от давления, причём отрицательное давление должно порождать отталкивание, антигравитацию. Согласно последним данным, обнаружившим ускоренное расширение Вселенной, такая сила действительно действует в космологических масштабах. Тёмная энергия также должна составлять значительную часть так называемой скрытой массы Вселенной.

  Существует два варианта объяснения сущности тёмной энергии:

  тёмная энергия есть космологическая константа — неизменная энергетическая плотность, равномерно заполняющая пространство;

  тёмная энергия есть некая квинтэссенция — динамическое поле, энергетическая плотность которого может меняться в пространстве и времени.

  Окончательный выбор между двумя вариантами требует высокоточных измерений скорости расширения Вселенной, чтобы понять, как эта скорость изменяется со временем. Темпы расширения Вселенной описываются космологическим уравнением состояния. Разрешение уравнения состояния для тёмной энергии является одной из самых насущных задач современной наблюдательной космологии.

  Введение космологической константы в стандартную космологическую модель, основанную на метрике Фримана — Лемэтра — Робертсона — Уокера, привело к появлению современной модели космологии, известной как лямбда-CDM модель. Эта модель хорошо соответствует имеющимся космологическим наблюдениям.

  Источник: выводы делайте сами)

  fff Мастер 6 лет назад

Источники: www.vokrugsveta.ru, ria.ru, physbook.ru, www.astronet.ru, otvet.mail.ru