Человечество собрало огромное количество информации о нашей вселенной и о том, как она работает. Мы гордимся тем, что являемся самыми умными видами на Земле и до сих пор являемся наиболее способными во всей Вселенной.
Однако информация, которую мы имеем о структуре нашей Вселенной, получена только из 4 процентов, которые мы можем наблюдать, измерять и анализировать - обычную материю. Остальные 96 процентов - это «темная материя».
Вот 10 лучших теорий о том, что может быть темной энергией и что каждый сценарий может рассказать нам о судьбе нашей вселенной.
1. Это свойство пространства
Эта теория проистекает из теории гравитации Эйнштейна, в частности, из того факта, что «пустое пространство» может иметь свою собственную энергию, называемую « космологической постоянной» . Эйнштейн также считал, что пространство может возникнуть из ничего, а так как создается больше пространства , следовательно, в нем может быть больше энергии.
Это объясняет быстрое расширение Вселенной, которую мы наблюдаем. Этот тип Вселенной будет продолжать расширяться всегда, пока каждый объект во вселенной не будет настолько далек от любого другого объекта, что все закончится в холодной темноте.
2. Теория всего
Многие астрономы считают, что поиск темной энергии бесполезен. Вместо этого они читают лекции о том, что поиск неуловимой «теории всего», естественно, решит проблему темной энергии.
Эта теория должна быть способна объяснить поведение всех объектов во Вселенной - от очень больших до невероятно малых. Пока наши теории о том, как работают вселенная, делятся на крупномасштабные теории (например, на теорию гравитации) и мелкомасштабные теории (например, квантовая механика).
3. Она создает новую основную силу
Фундаментальные силы, которые мы знаем (гравитация, электромагнетизм, слабая сила и сильная сила), действуют в разных диапазонах. Некоторые затрагивают только объекты атомного размера, в то время как другие вызывают движения планет и провоцируют образование галактик.
Эта теория темной энергии утверждает, что существует фундаментальная сила, которую мы все еще не обнаружили, которая действует на огромные масштабы и может наблюдаться только тогда, когда Вселенная достигает определенного размера.
Ученые утверждают, что, поскольку эта сила действует в таких больших масштабах, мы еще не сталкивались с ней в нашей повседневной жизни, и измерения, сделанные на Земле, не могут быть затронуты ею. Никто не знает, будет ли эта сила временной или постоянной. Тем не менее, в зависимости от этого, вселенная будет либо расширяться всегда, либо становиться холодной, либо расширяться и периодически сокращаться в течение оставшегося времени.
4. Теория тяжести Эйнштейна неверна
Попробуйте рассказать одному из самых умных физиков, которые когда-либо жили, что его (возможно) самая известная теория ошибочна. Хлоп. Теория относительности Эйнштейна утверждает, что каждое тело во Вселенной притягивается к любому другому телу, причем сила этого притяжения зависит исключительно от масс объектов и расстояния между их центрами.
Однако некоторые физики утверждают, что эта теория может быть неправильной и разрабатывает новые теории гравитации для объяснения темной энергии. В этих теориях они меняют действие силы тяжести на большие масштабы, так что объекты отталкивают друг друга.
5. Расширение времени
Вы, вероятно, слышали о замедлении времени . Это явление происходит, когда объекты, движущиеся близко к скорости света, испытывают замедление времени.
Недавняя статья профессора Университета Джорджа Эдварда Кипреса утверждает, что только движущийся объект сам по себе подвергается замедлению времени.
Это означало бы, что в прошлом время было быстрее. Это устраняет необходимость иметь отталкивающую силу или вещество, поскольку кажущееся расширение Вселенной будет простым просчетом расстояний, которые были затронуты замедлением времени.
Если эта теория верна, это будет не только противоречить другой из известных теорий Эйнштейна (его теория специальной теории относительности), но также будет означать, что наша Вселенная будет продолжать расширяться из-за эффектов постоянной Хаббла.
6. Экзотическая новая деталь
Идея о частицах и полях существует уже столетия. Мы знаем, что электрон создает электрическое поле, а в последнее время гравитационное поле связано с «силовой частицей гравитона» -гравитации. Физики и теоретики частиц согласны с идеей о том, что энергия конкретного поля должна быть передана его силовой частицей, а не самим полем.
7. f (R) Теории
f (R) - модели текущей кривизны Вселенной (с кривизной обозначается как R). В 2007 году исследователи из Чикагского университета показали, что при определенном значении R создается модель Вселенной, в которой темная энергия не нужна для объяснения расширения Вселенной.
Этот тип Вселенной сглаживает себя таким образом, который сводит к минимуму его общую кривизну, создавая сверхтяжеподобную силу, которая может либо привлекать, либо отталкивать объекты, в зависимости от набора условий.
8. Многообразие и антропный принцип
Одним из величайших неудач современной физики является предсказание фактической стоимости темной энергии. Квантовая теория предсказывает очень небольшое число, но физики вычислили число в 10 120 раз больше! (Это измеренное значение темной энергии - это космологическая константа - то же самое из пункта 10 в этом списке.)
Именно здесь приходит антропный принцип: идея о том, что фундаментальные константы физики и химии (такие как скорость света, гравитационная постоянная и т. д.) Являются «правильными» для поддержки жизни в нашей конкретной Вселенной, но могут иметь разные значения в других вселенных. В бесконечном множестве параллельных юниверсов (хотя мне это кажется полным абсурдом) не кажется невероятным, что наша Вселенная просто оказывается той, у которой есть правильное значение темной энергии, чтобы обеспечить формирование жизни.
9. Виртуальные частицы
Квантовая механика - вещь странная. Это позволяет вещам появляться и исчезать, разрушая все концепции, которые мы изучаем в физике средней школы.
Эта теория использует идею виртуальных частиц - небольшие частицы материи, которые появляются только для небольших экземпляров, а затем исчезают. Это постоянное появление и исчезновение частиц высвобождает энергию, потому что материя преобразуется в энергию, когда эти частицы исчезают.
Физики считают, что само пространство может достичь достаточной непрерывной энергии, чтобы создать «отрицательное давление», которое вызывает расширение Вселенной. Если эта теория верна, энергетическое пространство, получаемое от этих виртуальных частиц, может быть таинственной темной энергией, и наша Вселенная будет продолжать расширяться до тех пор, пока этот процесс произойдет.
10. Квинтэссенция
Число теорий в этом списке показывает, насколько далеко мы от понимания двух трети нашей Вселенной. До сих пор каждая теория имела огромные последствия для судьбы Вселенной или для бедного Эйнштейна.
Расшифровка темной энергии может открыть двери для совершенно новой отрасли физики или радикально изменить существующие. Вот почему так много физиков и астрономов сегодня ставят под сомнение эту большую, таинственную, «темную материю», которая руководит эволюцией нашей Вселенной.
Последняя теория темной энергии, безусловно, самая странная. Вселенная, в которой доминирует «квинтэссенция», является полной «энергетической жидкостью». Другие физики называют эту энергию «фантомной энергией».
Идея заключается в том, что квинтэссенция изменяется во времени и месте и что ее плотность энергии увеличивается с течением времени. Эта вселенная встретила бы жестокую судьбу, которую физики называют «Большим рипом» (опять же, с очень буквальным названием), в котором Вселенная буквально взрывается, поскольку атомы не могут идти в ногу с тем, как быстро их раздвигают и растягивают.
Итак, спасибо за прочтение, дорогой читатель, не забудь поддержать лайком если понравилась статья и подписаться на канал, чтобы не пропускать ничего интересного про космос.
