Что-то разъединяет вселенную.
Уже почти сто лет мы знаем, что вселенная расширяется: далекие галактики удаляются все дальше от нас и друг от друга. До недавнего времени ученые считали, что это расширение должно постепенно замедляться, поскольку гравитация тормозит. Но большим сюрпризом прошедшего десятилетия стало открытие того, что расширение вселенной ускоряется! Что-то разъединяет вселенную. Ученые еще не понимают источник этого ускорения, но они дали ему имя: темная энергия. Что бы это ни было, похоже, оно составляет большую часть массы вселенной.
Откуда мы знаем, что расширение вселенной ускоряется?
В конце концов, даже через самый мощный телескоп, ни один астроном не может видеть движение галактик напрямую, даже наблюдая за целой жизнью. Это как смотреть на машину, которая находится так далеко вниз по шоссе, что мы не видим, движется ли она вообще. К счастью, мы можем сказать, насколько быстро галактики удаляются от нас, анализируя свет, идущий к нам из галактики. Этот метод связан с тем, который используется дорожной полицией для определения скорости движения автомобиля.
Есть и другая, более сложная проблема. Расширение Вселенной не изменяется достаточно быстро, чтобы мы могли его обнаружить в течение нашей жизни. Мы можем только сказать, ускоряется ли вселенная, сравнивая ее расширение сегодня с тем, как быстро она расширялась в далеком прошлом.
Вы можете подумать, что невозможно сказать, что делала вселенная в прошлом; никто не был там, чтобы наблюдать это. Но удивительно, удивительно, природа дает нам возможность увидеть прошлое напрямую. Вселенная настолько велика, что свету требуется очень много времени, чтобы добраться до Земли из далеких галактик. Поэтому изображение, которое мы получаем сегодня, показывает нам, как выглядел объект в прошлом, когда свет покинул его, а не то, как он выглядит сейчас, когда мы получаем этот свет. Наблюдая за движением галактик на разных расстояниях, астрономы могут определить, насколько быстро в прошлом разрасталась Вселенная.
Ключевым прорывом стало нахождение техники для определения расстояния до галактики и, следовательно, для определения того, как далеко в прошлое мы смотрим. Техника основана на счастливой случайности: когда умирает определенный тип звезды, она взрывается с эффектной вспышкой, присущая ей яркость. Эти взрывающиеся звезды, называемые сверхновыми, позволяют астрономам определять расстояние до звезды и галактики, в которой она живет и умирает: чем ярче появляется вспышка, тем дальше должна быть звезда. В своей смерти звезда является маяком для всех наблюдателей во всей нашей вселенной, отмечая расстояние в темных пространствах космоса.
Из всей этой информации астрономы смогли собрать воедино то, как быстро Вселенная расширялась в разные периоды своей истории. Результат очевиден: когда-то около 5 миллиардов лет назад, вселенная начала ускоряться - ее расширение становилось все быстрее и быстрее, а не постепенно замедлялось. Вывод: что-то, что ученые сейчас называют темной энергией, должно быть движущей силой ускорения Вселенной. Темная энергия была, по-видимому, там с самого начала вселенной, но ее эффект становится все более важным по мере расширения вселенной.
Астрономы могут определить, сколько темной энергии также существует, основываясь на измеренной скорости расширения Вселенной. (Они могут сделать это, потому что теория гравитации Эйнштейна связывает скорость расширения вселенной с общим количеством всех форм массы или энергии во вселенной.) В результате, около 70% содержимого наблюдаемой вселенной должно быть темной энергией. Другими словами, большая часть вселенной состоит из какой-то загадочной формы энергии, природа которой совершенно неизвестна.
