Если объяснить просто и честно, то тёмная материя и тёмная энергия — это названия для того, чего мы не понимаем, но без чего наша картина Вселенной не сходится.
Тёмная материя
Учёные заметили, что галактики вращаются странно. Звёзды на их окраинах движутся так быстро, что по законам гравитации должны были бы разлететься. Но они остаются на местах. Это значит, что там есть «нечто», создающее дополнительную гравитацию.
Это «нечто» и назвали тёмной материей.
- Она не светится, не испускает и не поглощает электромагнитное излучение — мы её не видим.
- Она взаимодействует с обычной материей только через гравитацию (и, возможно, ещё через слабые силы).
- По оценкам, тёмной материи в пять раз больше, чем обычной. То есть вся видимая материя — звёзды, планеты, люди — это лишь малая часть Вселенной.
Что это такое на самом деле? Теории разные: от гипотетических частиц (WIMPs, аксионы, стерильные нейтрино) до экзотических идей вроде первичных чёрных дыр. Но пока прямого подтверждения нет.
Тёмная энергия
Если с тёмной материей всё более-менее понятно — она «держит галактики», то с тёмной энергией ситуация ещё загадочнее.
В конце XX века астрономы открыли, что расширение Вселенной ускоряется. Это полностью противоречило ожиданиям: гравитация должна была замедлять расширение, но вместо этого галактики разлетаются всё быстрее.
Чтобы объяснить этот эффект, ввели понятие тёмной энергии — некой формы энергии, равномерно пронизывающей всё пространство и обладающей «отрицательным давлением», которое толкает Вселенную наружу.
По подсчётам, тёмная энергия составляет около 70% всего содержания Вселенной.
Итого
- Обычная материя (всё, что мы видим) — ~5%.
- Тёмная материя — ~25%.
- Тёмная энергия — ~70%.
То есть мы знаем законы и свойства только 5% реальности. Остальное — гипотезы, которые пока не раскрыты.
Философски это выглядит как признание нашей ограниченности: мы живём в мире, где видим лишь поверхность айсберга. А физика пытается нащупать невидимую основу, которая управляет всем космосом.