Согласно космологическим теориям современности, наша Вселенная состоит всего из 5% обычной, так называемой барионной материи, которая образует все наблюдаемые объекты; 25% темной материи, регистрируемой благодаря гравитации; и темной энергии, составляющей целых 70% от общего объема. Но что это за материя и энергия? Чем они отличаются от своих "обычных" товарищей? И почему же они тёмные? Сейчас мы это выясним!
Начнём с тёмной материи
Вывод о существовании тёмной материи сделан на основании многочисленных, согласующихся друг с другом, но косвенных признаков поведения астрофизических объектов и по создаваемым ими гравитационным эффектам.
Тёмная материя в астрономии и космологии, а также в теоретической физике — гипотетическая форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним.
Это свойство данной формы вещества делает невозможным её прямое наблюдение.
Темная материя представляет собой субстанцию, состоящую, скорее всего, из новых, еще неизвестных в земных условиях частиц и обладающую свойствами присущими самому обыкновенному веществу. Например, она способна также как обычные вещества собираться в сгустки и участвовать в гравитационных взаимодействиях. Вот только размеры этих так называемых сгустков могут превышать целую галактику или даже скопление галактик.
С чего мы взяли, что она вообще есть?
Доказательством существования темной материи является ее тяжесть - сила гравитации, которая, словно клей, сохраняет целостность Вселенной. Все части Вселенной взаимно притягиваются друг к другу. Благодаря этому ученые смогли рассчитать общую массу видимой Вселенной, а также показатели гравитационных сил. В ходе расчетов был выявлен существенный дисбаланс в этих параметрах, что дало основание полагать, что существует некая невидимая материя, обладающая определенной массой и также подверженная воздействию гравитации.
Кроме того, доказательством существования темной материи стало ее гравитационное влияние на другие объекты, в том числе на траекторию движения звезд и галактик. Было обнаружено, что многие галактики вращаются быстрее, чем ожидалось. Согласно теории гравитации А. Эйнштейна, они должны разлетаться в разные стороны. Однако что-то невидимое будто удерживает их вместе.
Какие перспективы?
На данный момент ученые всего мира всячески пытаются обнаружить или получить искусственно в земных условиях частицы темной материи, посредством специально разработанного сверхтехнологичного оборудования и множества различных научно-исследовательских методов, но пока все труды не увенчиваются успехом.
Один из методов связан с проведением экспериментов на ускорителях высокой энергии, широко известных как коллайдеры. Ученые, считая, что частицы темной материи тяжелее протона в 100-1000 раз, предполагают, что они должны будут зарождаться при столкновении обычных частиц, разогнанных до высоких энергий посредством коллайдера.
Суть другого метода заключается в регистрации частиц темной материи, находящихся повсюду вокруг нас. Основная сложность регистрации данных частиц состоит в том, что они проявляют очень слабое взаимодействие с обычными частицами, которые по своей сути для них являются как бы прозрачными. И все же частицы темной материи очень редко, но сталкиваются с ядрами атомов, и имеется определенная надежда рано или поздно все же зарегистрировать данное явление.
Что же там с энергией?
Темная энергия представляет собой еще более необычную субстанцию, чем та же темная материя. Она не обладает способностью собираться в сгустки, в результате чего равномерно распределена абсолютно по всей Вселенной. Но самым необычным ее свойством на данный момент является антигравитация.
Тёмная энергия — это гипотетический вид энергии, который необходим для объяснения наблюдаемого расширения Вселенной с ускорением.
В конце 1920-х годов Эдвин Хаббл сформулировал закон расширения Вселенной. Он обнаружил, что она непрерывно расширяется после Большого Взрыва.
Все галактики удаляются друг от друга, и скорость их разлёта тем больше, чем больше их взаимное расстояние.
Но в 1998 г., анализируя вспышки очень далёких сверхновых, наблюдаемые телескопом Хаббла, астрофизики обнаружили, что скорость разлёта галактик во Вселенной не только не уменьшается со временем, но даже возрастает. Какая-то сила «раздувает» пространство всё больше и больше. Эту силу и назвали тёмной энергией.
Природа её, возможно, кроется в необычных свойствах физического вакуума, который, по представлениям квантовой механики, вовсе не является бессмысленной пустотой. Он полон энергии непрерывно возникающих и тут же исчезающих в нём виртуальных частиц.
Антигравитация...?
Благодаря современным астрономическим методам имеется возможность определить темп расширения Вселенной в настоящее время и смоделировать процесс его изменения ранее во времени. В результате этого получена информация о том, что в данный момент, также как и в недалеком прошлом, наша Вселенная расширяется, при этом темп этого процесса постоянно увеличивается.
Именно поэтому и появилась гипотеза об антигравитации темной энергии, так как обычное гравитационное притяжение оказывало бы замедляющее воздействие на процесс «разбегания галактик», сдерживая скорость расширения Вселенной. Данное явление не противоречит общей теории относительности, но при этом темной энергии необходимо обладать отрицательным давлением - свойством, которым не обладает ни одно из известных на данный момент веществ.
А что же в итоге?
Если победит тяготение, то Вселенная когда-нибудь сколлапсирует в процессе Большого сжатия, которое может оказаться концом ее существования, либо прелюдией к новому расширению.
Если же силы тяготения проиграют «сражение», то расширение будет продолжаться неограниченно долго, но тяготение будет продолжать играть существенную роль в определении окончательного состояния вещества.
Вещество может превратиться в безбрежное море однородного излучения, либо продолжится рассеивание темных холодных масс.
В неясном далеком будущем активность любой звезды может оказаться лишь кратчайшим мгновением в бесконечной жизни Вселенной.
Самый лучший способ поддержать канал и автора, это поставить лайк под этой статьёй и подписаться. Делитесь этой записью с друзьями и возвращайтесь снова. Заранее спасибо!)
