До открытия тёмной энергии учёные знали, что Вселенная расширяется. Это открытие было сделано ещё в 1920-х годах астрономом Эдвином Хабблом, который заметил, что галактики удаляются друг от друга, и чем дальше галактика от нас, тем быстрее она движется. Это наблюдение привело к формулировке закона Хаббла, согласно которому Вселенная расширяется.
Долгое время считалось, что расширение должно замедляться из-за гравитационного притяжения всех объектов во Вселенной. Ученые ожидали, что в конечном итоге расширение либо остановится, либо начнётся процесс сжатия, если гравитация будет достаточно сильной.
В конце 1990-х годов две независимые группы учёных — Суперновая Космологическая Обсерватория (Supernova Cosmology Project) и Проект по исследованию сверхновых высокого красного смещения (High-Z Supernova Search Team) — начали изучать далёкие сверхновые типа Ia. Эти сверхновые используются как "стандартные свечи" для измерения расстояний в космосе, потому что они взрываются с примерно одинаковой яркостью.
Целью исследования было определить, как быстро замедляется расширение Вселенной. Однако, когда учёные сопоставили данные, они обнаружили, что сверхновые находятся дальше, чем предполагали. Это означало, что Вселенная не только не замедляется, но и расширяется с ускорением!
Это открытие было настолько неожиданным, что потребовалось новое объяснение. Учёные предположили, что во Вселенной должна существовать некая сила, которая противодействует гравитации и заставляет её расширяться быстрее. Эту силу назвали тёмной энергией.
Тёмная энергия — это невидимая сила, которая заставляет Вселенную расширяться с ускорением. Представьте себе, что вы бросили мяч вверх. Гравитация будет замедлять его движение, пока он не остановится и не начнёт падать обратно. Однако тёмная энергия действует наоборот — она не только не замедляет расширение Вселенной, но и ускоряет его!
Тёмная энергия составляет около 70% всей энергии во Вселенной. Это огромное количество! Для сравнения, обычная материя, из которой состоят звёзды, планеты и мы сами, занимает всего около 5%. Остальные 25% приходятся на тёмную материю — ещё одну загадочную субстанцию, которая, в отличие от тёмной энергии, притягивает объекты друг к другу.
Что такое парадокс тёмной энергии?
Теперь представьте, что Вселенная — это воздушный шар, а галактики — точки на его поверхности. Когда шар надувается (то есть Вселенная расширяется), точки на его поверхности удаляются друг от друга. Но вот что удивительно: из-за тёмной энергии этот шар надувается всё быстрее и быстрее.
Парадокс тёмной энергии заключается в том, что некоторые галактики в результате этого ускоренного расширения удаляются от нас так быстро, что свет от них никогда не сможет достичь Земли. Это значит, что части Вселенной, которые когда-то были видимы, становятся для нас недоступными навсегда. Они исчезают за так называемым "горизонтом событий" — точкой, за которую свет не может вернуться обратно.