РЕКЛАМА

Загрузка...
' />

Тёмная энергия

Темная материя составляет около 23% массы Вселенной и практически не излучает фотоны ни в каком диапазоне электромагнитного спектра, за что и называется "темной". Поясняет В.Рубаков: "Под "обыкновенной" материей мы понимаем ту, которая подчиняется закону Ньютона и испытывает такие же гравитационные воздействия, как и обычное вещество. Но выяснилось, что большая часть "обычного" вещества во Вселенной имеет неизвестную нам физическую природу. Его принято называть "темной материей". Происхождение этого термина объясняется просто: частицы темной материи не излучают свет, потому что не несут электрического заряда. Таким образом, это не фигура речи, а действительно характеристика её свойств. Вероятно, темная материя состоит из неизвестных современной науке элементарных частиц".

Темная материя проявляет себя гравитационными эффектами. Измерения скорости вращения удалённых звезд вокруг галактики свидетельствуют о том, что её масса не сосредоточена там, где есть обычное (светящееся) вещество, а распределена по большему пространству. И реальная масса галактики больше, чем масса видимого вещества. Таким образом, темная материя собирается в галактиках и влияет на вращение звезд в них. "Темная материя имеет такие же свойства, что и обычная: она собирается в сгустки, концентрируется и притягивает вещество и свет. В местах скоплений темной материи и образуются галактики и скопления галактик. Гравитационные эффекты, которые проявляет темная материя, и помогли её обнаружить," - объясняет Валерий Рубаков.

Итак, гравитационно она взаимодействует так же, как и обычное вещество, барионная материя, то есть подчиняется закону Ньютона. Всё остальное (предположения о том, что частицы темной материи должны быть намного тяжелее обычного протона, что время их возникновения, скорее всего, относится к периоду ранней Вселенной и т.д.) – лишь гипотезы и предположения. Свойства темной материи практически неизвестны, поэтому претендентов на то, чтобы быть её частицами – множество. Это нейтрино новых типов, аксионы, слабовзаимодействующие массивные частицы вимпы и другие элементарные частицы.

О количестве темной материи во Вселенной свидетельствуют также измерения анизотропии реликтового излучения. Такие исследования проводятся, в частности, с помощью спутника WMAP (согласно данным "Википедии", "Wilkinson Microwave Anisotropy Probe — космический аппарат НАСА, предназначенный для изучения реликтового излучения, образовавшегося в результате Большого взрыва в момент зарождения Вселенной"). WMAP составил радиокарту неба на нескольких длинах волн от 1,4 см до 3 мм. Измерение анизотропии реликтового излучения дает представление о свойствах ранней Вселенной и позволяет измерить её параметры. Кроме того, становятся доступны данные и о плотности темной материи. Как заметил преподаватель кафедры небесной механики, астрометрии и гравиметрии МГУ, доктор физико-математических наук М. Сажин, "если плотность всего вещества нашей Вселенной принять за единицу, то плотность невидимой холодной темной материи составит примерно 23%". Оказалось, что полученные точные данные о составе обычной материи не соответствуют темпам расширения Вселенной. По последним данным, "обычная" материя обеспечивает лишь около 1/4 расширения Вселенной. "Объяснением этого феномена могут, в принципе, служить два факта, - считает В. Рубаков. - Или недостающий вклад в параметр Хаббла объясняется искривлением трехмерного пространства, или во Вселенной существует неизвестная науке форма энергии, которая получила название "темной энергии"".

Тёмная энергия
WMAP

Вселенная расширяется. Расширение заключается в том, что космическое пространство равномерно "расползается", увеличивается. Началом расширения Вселенной считается Большой взрыв. Долгое время предполагалось, что расширение Вселенной происходит с замедлением. И почти никто в этом не сомневался. Но в конце 90-х годов прошлого века выяснилось, что это не так. Галактики, удаленные от нашей планеты, убегают тем быстрее, чем дальше расположены. Кроме того, чем дальше они от нас, тем более красными они выглядят, что объясняется эффектом Доплера. Темп расширения выражается параметром Хаббла, который к началу 90-х годов прошлого века был измерен достаточно точно. Например, галактика, расположенная на расстоянии 1 миллиард световых лет от нас, удаляется со скоростью 24000 километров в секунду. "Параметр Хаббла, - объясняет В. Рубаков, - определяется двумя характеристиками Вселенной: общей плотностью энергии всех форм материи и кривизной трехмерного пространства. Кроме того, роль играет и возраст Вселенной: с течением времени параметр Хаббла уменьшается, и сейчас Вселенная расширяется гораздо медленнее, чем миллиарды лет назад. Что касается пространства, то мнение о том, что оно непременно должно быть евклидово, несправедливо. Кривизна пространства в процессе расширения так же важна, как и плотность энергии".

Но в конце двадцатого века гипотеза о важности вклада кривизны пространства в параметр Хаббла была отвергнута благодаря астрономическим наблюдениям. Из исследований группы С. Перлмуттера и группы А. Райса и Б. Шмидта удаленных сверхновых звезд доподлинно стало известно, что Вселенная расширяется с ускорением. Но кривизна пространства не может вызывать ускорение расширения. Поэтому почти все согласились с тем, что за оставшиеся 3/4 расширения отвечает именно темная энергия. Это повысило интерес к попыткам её обнаружения и вызвало появление множества гипотез о её природе. Однако известно лишь несколько свойств темной энергии.

"Первое, - рассказывает В. Рубаков, - это равномерное распределение в пространстве. Темная энергия, в отличие от обыкновенной, не имеет свойства концентрироваться и образовывать сгустки. Темная энергия разлита в пространстве равномерно, но не стоит это понимать буквально. В определенных участках пространства её плотность может быть выше, чем в других, а где-то, напротив, она больше разрежена. Но преимущественно, темная энергия все же однородна, поскольку эти отклонения очень малы и в масштабах Вселенной они несущественны. Второе свойство темной энергии заключается в том, что она заставляет Вселенную расширяться с ускорением. Природа обычной энергии такова, что заставляет частицы вещества испытывать гравитацию. При разлете частицы обычного вещества со временем двигаются всё медленнее, поскольку, подчиняясь закону гравитации, притягиваются к центру. Темная энергия, напротив, заставляет галактики удаляться с ускорением. Вселенная расширяется с ускорением именно за счёт темной энергии. То, что для темной энергии характерно гравитационное отталкивание, а не притяжение, объясняет ускорение расширения Вселенной и равномерное распределение темной энергии в пространстве. Если и существуют участки с большей плотностью, то из-за отталкивания они разглаживаются. Третье свойство темной энергии тоже необычно: её плотность не зависит от времени, хотя за последние 8 миллиардов лет Вселенная увеличилась в два раза. На ранних этапах эволюции Вселенная была более плотной и горячей. Плотность обычной энергии была выше, а темной – такая же, как и сегодня. Поэтому тогда доля темной энергии составляла примерно 15%, в то время как сегодня эта цифра выросла до 73%. Значит, тогда доминировала обычная материя, и поэтому Вселенная замедляла расширение. Этот факт позволяет сделать важный вывод об эволюции Вселенной: поскольку доля темной энергии увеличивается, и когда-нибудь она будет доминировать абсолютно, настоящее для Вселенной – это всего лишь переходный период в её развитии. Будущее, таким образом, именно за темной энергией".

Тёмная энергия
Расширение Вселенной

На этом факты о темной энергии заканчиваются, и начинаются предположения. Некоторые гипотезы о природе темной энергии выглядят наиболее правдоподобными.

Одним из кандидатов на роль темной энергии является энергия вакуума. Теоретически, вакуум может обладать отличной от нуля энергией, которая может быть как положительной, так и отрицательной. Его энергия, как и энергия других субстанций, испытывает гравитационное взаимодействие. Почему на роль темной энергии подходит энергия вакуума? "Свойства энергии вакуума близки тем свойствам темной энергии, которые нам известны. Во-первых, в видимом пространстве Вселенной вакуум одинаков, то есть распределен в пространстве равномерно. Его энергия, как и темная энергия, не обладает качеством концентрации, то есть не способна сгущаться и распределена везде одинаково. Вторым аргументом в пользу того, что темной энергией могла бы быть энергия вакуума, является то, что она неподвластна времени, то есть изменениям, которые происходили на протяжении эволюции Вселенной. Энергию вакуума изучает физика сверхмалых расстояний и времен, и расширение Вселенной никак на неё не влияет. Так же ведет себя и темная энергия. Стоит заметить, что то, что плотность энергии вакуума не зависит от времени и пространственного расположения – неоспоримый факт. И это важный плюс в пользу этого кандидата на звание "темной энергии"", - объясняет В. Рубаков.

Однако, многие оспаривают возможность того, что темная энергия – это энергия вакуума. И на это действительно есть свои причины. Например, аргументом "против" является очень малая плотность энергии вакуума, которая необходима для согласования теории с наблюдениями.

Темной энергией могут быть неизвестные поля. Неизвестные, так как те, которые мы знаем, не подходят по своим свойствам. К тому же, будь это известные нам поля, они давно обнаружили бы себя специфическими эффектами, их воздействие на вещество выдало бы себя. Какими качествами должно обладать новое поле, чтобы подходить на роль темной энергии? "Во-первых, его энергетический масштаб должен быть равен 0,001 электронвольт. И в том, что мы вводим новый, удивительно малый масштаб, нет ничего предосудительного. Дело в том, что в природе возможно существование самых разных энергетических масштабов. Во-вторых, новое поле должно быть легким, то есть его частицы должны иметь очень маленькую массу. Это объясняется тем, что плотность его энергии не должна меняться слишком быстро вследствие расширения Вселенной. Поскольку, напомню, темная энергия не реагирует на процессы, сопровождающие эволюцию Вселенной. И третье, что должно быть свойственно новому полю – оно должно очень слабо взаимодействовать с обычным веществом. Легкость поля, его малая масса обеспечивает, при этом, большой радиус действия. - говорит В. Рубаков

Эти три условия непривлекательны для науки в силу своей "притянутости", но они имеют право на существование. Тем более, эту гипотезу возможно проверить экспериментально: если при более точном измерении темпа расширения Вселенной (сейчас и в далеком прошлом) выяснится, что плотность темной энергии со временем все-таки меняется, это поможет с уверенностью отказаться от гипотезы об энергии вакуума. К тому же, если обнаружится, что темная энергия распределена в пространстве неравномерно, это будет доказательством того, что она действительно является энергией нового поля. Трудностью является то, что подтверждение или опровержение этой гипотезы невозможно получить в ходе земных экспериментов, так как это поле слишком слабо взаимодействует с веществом. На роль подобного легкого поля подходят "квинтэссенция" и "фантом". "Квинтэссенцией" физики называют такое поле, плотность энергии которого убывает со временем. "Фантомом" принято называть такой тип полей, плотность энергии которых, напротив, со временем растёт".

Ещё одно возможное объяснение состоит в том, что на самом деле нет никакой темной энергии. Термин "темная энергия", что бы он ни обозначал – некую субстанцию или же явление – употребляется для объяснения процесса ускоренного расширения Вселенной. Новая форма энергии необходима, если Вселенная развивается по законам общей теории относительности (ОТО). А если её устройство не подчиняется ОТО, то "темная энергия" вообще становится не нужна. Поскольку общая теория относительности точно "действует" на сравнительно небольших по космологическим меркам масштабах, нужно искать такую теорию гравитации, которая могла бы объяснить эволюцию Вселенной на поздних этапах её существования, и в то же время согласовывалась с ОТО на меньших масштабах длин и времен. Несмотря на сложность темы, работы по ней уже есть, и некоторые из них заслуживают внимания. "Одним из вариантов, - говорит В. Рубаков, - является отказ от ньютоновской постоянной всемирного тяготения как от постоянной величины, для этого нужно принять факт её изменения во времени и пространстве. Наиболее красивые попытки построить подобную теорию, увы, не имели успеха, потому что были опровергнуты экспериментально. При построении альтернативной теории, объясняющей устройство Вселенной, важно учитывать и то, что пространство может иметь не только три измерения, но и больше. Второе, на что стоит обратить внимание, это то, что закон расширения Вселенной может измениться. Новая гравитация, таким образом, действительно является претендентом на роль темной энергии. Но не стоит забывать, что все построенные сегодня модели требуют экспериментального подтверждения".

О будущем Вселенной говорить сложно. Раньше предполагалось, что за ускорение расширения Вселенной на оставшиеся 3/4 от обычной материи отвечает кривизна пространства, и расширение Вселенной в будущем замедлится. Теперь, когда известно, что это не так, есть несколько предположений о вариантах дальнейшего развития Вселенной. Если гипотеза о темной энергии как о новой теории гравитации верна, то сложно строить прогноз эволюции Вселенной. В противном случае, если темная энергия связана с энергией вакуума или легкими полями – можно сказать несколько слов о том, как будет развиваться Вселенная.

"Есть несколько предположений о будущем Вселенной, - комментирует В. Рубаков. - Если "вакуумная" гипотеза о природе темной энергии верна, Вселенная будет расширяться непрерывно, почти все галактики, соседние с нашей, удалятся от нас, и мы окажемся во Вселенной в одиночестве. В том случае, если темная энергия – квинтэссенция, расширение прекратится и, возможно, напротив, начнется сжатие – тогда может произойти "Большой взрыв наоборот" (сжатие Вселенной, увеличение плотности вещества в ней, разогрев. Так выглядел бы Большой взрыв, если бы мы "прокрутили фильм" о нем назад во времени). А если же темная энергия – это фантом, то произойдет "большой разрыв", то есть расширение будет продолжаться с ускорением, и Вселенная станет "расщепляться": распадутся скопления галактик, из отдельных галактик вырвутся звезды, от Солнечной системы отделятся планеты. Вселенная распадется, таким образом, на протоны и нейтроны. Но, скорее всего, плотность энергии фантома останется ограниченной, и это очень интересный путь развития Вселенной. Рост плотности энергии со временем приводит к непредсказуемому поведению фантомного поля: на определенных участках его плотность может быть очень высокой, на других – очень низкой, а какие-то, возможно, испытают коллапс. В таком случае судьба нашей Галактики будет зависеть от того, в какую область пространства она попадет".

Но в ближайшие 20 миллиардов лет, подчеркивает В. Рубаков, существенных изменений во Вселенной не произойдет. Так что, даже в космологических масштабах, ожидать перемен можно лишь в далеком будущем.
14
1678
11 июля 2009
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо зайти на сайт под своим именем.
Смотрите также
Теория темной энергии находит новые подтвержденияТеория темной энергии находит новые подтверждения

Новые измерения скорости расширения Вселенной говорят в пользу теории темной энергии. Согласно теории, скорость расширения Вселенной увеличивается, а...

Астрономы подтвердили существование Астрономы подтвердили существование "темной энергии"

Группа американских астрономов из Гавайского университета в Гонолулу представила доказательства существования загадочной \"темной энергии\", составляю...

Телескоп Телескоп "Хаббл" обнаружил кольцо "темной материи"

Американские исследователи впервые обнаружили в космосе обособленную структуру из так называемой темной материи. При помощи телескопа \"Хаббл\" им уда...

Астрономы увидели самый большой галактический кластерАстрономы увидели самый большой галактический кластер

В Европейском космическом агентстве сообщили о том, что космический аппарат XMM-Newton, работающий в рентгеновском диапазоне, обнаружил самый крупный...

Загрузка...
Комментарии

ухажор
11 июля 2009 18:11
ууу читать влом, смотрел док. фильм.

Mental
11 июля 2009 18:44
Чем-то мне эта тёмная материя напоминает эфир. Надо будет подробнее почитать.

Nik
11 июля 2009 18:47
sercom, неплохие статьи выкладываешь. Продолжай в том же духе.

PAM
11 июля 2009 19:38
MARS1972
C чего ты взял что они не повторяются?

Mental
11 июля 2009 19:42
2 MARS1972. Где вы работаете, если не считаете мыслительный процесс чем-то значимым?

Xelat
11 июля 2009 20:46
А почему всё не может быть намного проще - где-то во вселенной есть тысячи гигантских чёрных дыр, которые естессна ничего не излучают, потому и не видны, но при этом оказывают огромное гравитационное воздействие на другие галактики?

-TJ-
11 июля 2009 21:00
Цитата: Mental
2 MARS1972. Где вы работаете, если не считаете мыслительный процесс чем-то значимым?


С чего вы взяли что он где-нибудь работает?

Nik
11 июля 2009 21:08
Цитата: Xelat
во вселенной есть тысячи гигантских чёрных дыр, которые естессна ничего не излучают, потому и не видны

Они не видны не потому, что ничего не излучают, а потому, что свет оттуда не может вырваться.

MWt
11 июля 2009 23:33
Xelat, Nik, насколько я понимаю, черные дыры (ЧД) относятся к темной материи . Предположительно ЧД очень много (гораздо больше тясяч*) и как раз токи они и составляют большую часть общей массы. Существует разные взгляды: например т. "испарения" Хоукинга, согласно которой ЧД все таки может излучать энергию; классическая ОТО согласно которой ЧД не может излучать энергию, но ее можно обнаружить по взаимодеюствию с вещесвом (двойные системы).

Хотелось бы в ближайшем будущем какихн основательных открытий. Что касается вселенной, то мне не очень нравится "нестабильная вселенная", в случайность существования сложно поверить..

Dimm
12 июля 2009 10:59
Цитата: MWt
в случайность существования сложно поверить..


Немножко продолжу, случайность можно б было предположить более уверенно, если б существовало только пару земных видов, предположим - человек, карась, мышь, деревья. А с тем изобилием разных сущностей, которые есть на матушке Земле случайность как-то совсем не вяжется в понимании.

wegorich
12 июля 2009 23:26
"Все движется по кругу.Когда количество случайностей исчерпает себя-вселенная повторится."

GanjubAS
16 июля 2009 00:55
всегда мучал вопрос - что за краем вселенной :)

regamanfreework
10 августа 2009 01:12
Админ такое в паблик не жалко выкладывать? Добавил в избранное.




Tugcrereled
17 июня 2011 11:40
Если вы решились скачать бесплатно торрент клиент , постарайтесь быть подготовленным к возможным
испытаниям, начиная от проникнувшего на комп вредоносного кода и заказнчивая
настырным стуком в дверь от полицейского наряда, который желает изъять
ваш компьютер и проверить его на наличие пиратских игр и фильмов.
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
Воскресенье, 23 Апреля
USD 1.8763
EUR 2.0122
RUB 0.0334
FIDAS 202 минут назад дебильный заголовок. savccc 304 минут назад Helsq,
Дак пидарасы на баб не смотрят,они сразу ревнуют.
Если уже быть откровенным,то MAB та еще прошмандовка.
Kano 368 минут назад
Цитата: Suum_cuique
https://vk.com/public143177265
Очередной говнопаблик в контакте. Нет бы что реально интересное.

Цитата: Suum_cuique
не умеете или не можете воспитать своего выблядка - отдавайте в зоопарк. это не дети. это п***ец. порой. иногда. встречаются адекватные дети. но это редкость.
Ааааа, товарищи, я скоро так называемых "чайлдфри" отстреливать начну. Начиная с февраля просто задрали, обострение началось. Читаешь, ну просто сборище обиженных детей которых в детстве не долюбили. Порой такую херню, простите, пишут, что не верится что этим людям по 30. А вот адекватных чайлдфри это по пальцам. Остальные некие злобные орки путающиеся в терминах. Не могут детоненавистников от людей которые просто решили жить для себя отличить.

И да Леша, шариком случайно попасть воздушным, ну просто дичайшие увечья нанесет. Я блин в шоке.
Kano 383 минут назад Доаааа, они офигенно теплосети проверяют, так офигенно проверили что в Сухарях труба рванула и фонтан кипятка хлестал обесточив при этом еще и Малиновку, а само Сухарево в постапокалиптических пейзажах прибывало, настолько был густой пар. Suum_cuique 453 минут назад
Цитата: западная ведьма
Алёша,как ты с мужиком детей то заведешь,баба нужна!

с баблом всё возможно. искусственное оплодотворение и прочее. или усыновить. но не суть...
Цитата: западная ведьма
и потом,на богатого я первая в очереди!)))

а я и не претендую. это такая самоирония. там крутятся и так покруче меня. всякие модели. и внешностью. и телом, превосходящие меня. так что это недостижимо...
Цитата: западная ведьма
ну,а как ты вообще,Алёша? не унываешь?

унываю. хотя. настроение скачет. но, в общем и целом, да. унываю.
Kergulator 469 минут назад
Цитата: Margasan
Гомофобы проклятые!

Да здравствует демократия?
западная ведьма 498 минут назад Либерман,
Либерман,меня тоже обижают!(( среди детей попадаются настоящие мелкие говнюки! которых у меня невыносимое желание п78дить!
Цитата: Suum_cuique
сли ты мне подкинешь супер богатого мужика. быть может я и заведу детей )

Алёша,как ты с мужиком детей то заведешь,баба нужна! и потом,на богатого я первая в очереди!)))
нет,дети есть действительно ужасные(

Suum_cuique,
ну,а как ты вообще,Алёша? не унываешь?
западная ведьма 514 минут назад 26-128,
ой батюшки,наверное адаптированный..
Новости от партнеров
Сейчас на сайте
13 пользователей, 905 гостей