Темная энергия
- Источник статьи: Большая российская энциклопедия[1]
ТЁМНАЯ ЭНЕ́РГИЯ – рассредоточенная по Вселенной бесструктурная (не подверженная гравитационному скучиванию) материя, не взаимодействующая с веществом и излучением. Совместный анализ наблюдательных данных по анизотропии микроволнового фонового излучения (реликтового излучения) и крупномасштабной структуре Вселенной показывает, что космологическая плотность темной энергии составляет около 0,7ρкр (ρкр – критическая плотность Вселенной).
Вещество, подверженное гравитационному скучиванию, выявляется разными способами, например по гравитационному линзированию. Плотность такого вида материи (тёмная материя и барионы) известна и составляет около 0,3ρкр. При этом полная плотность всей материи во Вселенной с точностью менее 1% равна критической плотности. Таким образом, оказывается, что около 70% плотности материи связано с наличием бесструктурной среды неизвестной природы с уравнением состояния, близким к вакуумно-подобному (см. Космология), которая получила назв. «темная энергия» (по аналогии с тёмной материей).
Важное проявление темной энергии – ускоренное расширение Вселенной, детектируемое по закону изменения наблюдаемой звёздной величины удалённых сверхновых типа Ia в зависимости от их красного смещения. Этот аргумент имеет неопределённую систематическую ошибку, связанную с недостаточным знанием физических процессов, протекающих при взрыве таких звёзд.
Понимание физической природы темной энергии – одна из важнейших космологических проблем. Простейшая гипотеза – постоянная плотность энергии вакуума (см. Физический вакуум) – не может быть признана удовлетворительной. Так, само понятие постоянной положительной плотности энергии вакуума имеет внутренние противоречия. С одной стороны, это Λ-член в уравнениях Эйнштейна (космологическая постоянная), допускающий наиболее полную группу движений, свойственную вакуумной симметрии. Однако при этом отсутствует другое важное свойство вакуума как основного энергетического состояния физических полей: всегда можно взять меньший Λ-член, и он будет описывать состояние с меньшей энергией.
Гораздо проще представить, что энергия вакуума путём релаксации упала до нуля уже в начале эволюции Вселенной. В ходе последующих стадий динамика космологического расширения определялась последовательно разными компонентами материи в зависимости от темпа их эволюции. Таким образом, мы приходим к выводу, что темная энергия – это проявление сверхслабого поля, которое начало динамически доминировать через 10 млрд. лет после Большого взрыва и находится сейчас в начальной стадии так называемого медленного скатывания. При моделировании темной энергии сверхслабым полем (массивным скалярным полем и др.) не возникает проблем с энергетическими масштабами, поскольку последовательность стадий доминирования связана исключительно с внутренними параметрами материальных полей (их массой, плотностью и др.), что ставит темную энергию в один ряд с тёмной материей, барионами и излучением.
Видео[править | править код]
Ссылки[править | править код]
- Николай Воронин Темной энергии не существует? Новые свидетельства, опровергающие принятую модель устройства Вселенной — BBC, 21.01.2020.