Inimkond on kogunud tohutul hulgal teavet meie universumi ja selle toimimise kohta. Oleme uhked, et oleme kõige nutikamad liigid Maa peal ja ka praegu kogu Universumis. Kuid teave, mille oleme oma universumi struktuuri kohta kogunud, pärineb 4% -st, mida võime jälgida, mõõta ja analüüsida - tavalist ainet. Ülejäänud 96% on "tumedad" ained. Nad on pimedad, kuna me ei tea neist midagi (ja kuna füüsikutel pole nimemäära osas fantaasiat).
Nendest 96% -st moodustab umbes 68% tume energia. See on universumi suurim komponent ja ka kõige salapärasem. Tuhanded teadlased kogu maailmas töötavad selle salapärase energia dešifreerimise nimel, mis määrab meie universumi struktuuri kõige suuremal skaalal.
Pimeda energiata kukuks meie Universum lihtsalt kokku - oma raskusjõu mõjul kahaneks see aeglaselt punktini. Nii et kuigi me ei tea, mis see energia on, peaksime seda tänama. Siin on kümme parimat tumeda energia teooriat.
Kosmosevara
See teooria tuli Einsteini gravitatsiooniteooriast, täpsemalt asjaolust, et "tühjal ruumis" võib olla oma energia - nn kosmoloogiline konstant. Einstein uskus ka, et kosmos võib ilmuda eikusagilt ja mida rohkem ruumi ilmub, seda rohkem saab vastavalt selles energiat sisaldada.
Reklaamvideo:
See võib seletada universumi kiiret laienemist, mida me näeme. Selline universum võib laieneda lõputult, kuni iga objekt on teistest objektidest nii kaugel, et maailm sukeldub täielikku pimedusse ja külma.
Kõigi teooria
Paljud astronoomid usuvad, et tumeda energia leidmine on asjatu harjutus. Selle asemel propageerivad nad raskesti tabatavat "kõige teooriat", mis iseenesest lahendaks tumeda energia probleemi.
See teooria peaks selgitama kõigi universumi objektide käitumist - väga suurtest kuni väikesteni. Siiani on meie universumi toimimise teooriad jagatud suuremahulisteks (nagu gravitatsiooniteooria) ja väikesemahulisteks (nagu kvantmehaanika) teooriateks.
Kuigi pimeda energia probleemi sel viisil lahendamine on loogiline, on selle teooria leidmine osutunud võimatuks ka füüsika kõige säravamal meelel. Normaalsed füüsikaseadused näivad "purunevat", jõudes kvanttasemele. Otsinguid nagunii jätkatakse.
Uus fundamentaalne tugevus
Kõik meile teadaolevad põhilised vastasmõjud või jõud (gravitatsioon, elektromagnetism, nõrgad ja tugevad jõud) toimivad erinevates vahemikes. Mõned mõjutavad ainult aatomisuuruseid objekte, teised aga määravad planeetide liikumise ja galaktikate tekke.
See pimeda energia teooria väidab, et on olemas põhimõtteline vastasmõju, mida me pole veel leidnud ja mis toimib hiiglaslikes mõõtkavades, mida saab jälgida alles pärast universumi teatud suuruse saavutamist. See töötab vastupidi raskusjõule ja tõmbab objekte üksteisest eemale.
Teadlased usuvad, et kuna see jõud toimib nii suures ulatuses, pole me seda veel igapäevaelus kohanud ja see ei mõjuta ka Maal tehtud mõõtmisi. Keegi ei tea, kas see jõud on ajutine või püsiv. Sõltuvalt vastusest sellele küsimusele laieneb Universum ainult igavesti ja muutub külmaks või aeg-ajalt laieneb ja aeg-ajalt kahaneb.
Einsteini gravitatsiooniteooria on vale
Proovige öelda ühele arukamale füüsikule, kes on kunagi maa peal elanud, et tema (tõsi küll) kuulsaim teooria on vale … noh, jah, seda on raske ette kujutada. Einsteini gravitatsiooniteooria väidab, et universumi iga keha tõmbab ükskõik milline teine keha ja tõmbejõud sõltub ainult objektide massidest ja nende keskpunktide vahelisest kaugusest.
Ja siiski arvavad mõned füüsikud, et see teooria võib olla vale, ja töötavad välja uusi gravitatsiooniteooriaid, mis võiksid pimedat energiat seletada. Nendes teooriates ümbritsevad nad raskusjõu mõjusid nii, et iga objekt tõrjub üksteist.
Kuigi nendel teooriatel on vähe eksperimentaalset tuge (ja Einsteini gravitatsioonimudelit on palju kordi testitud), selgitavad nad, miks universum laieneb. Nende uute gravitatsioonimudelite järgi jõuab meie universum pärast kiiret laienemist taas külma pimedusse.
Aeglustamine
Kui olete kunagi filmi Interstellar vaadanud, olete kindlasti kuulnud aja laienemise efektist. See nähtus ilmneb siis, kui objektid liiguvad valguse kiiruse lähedal: aeg aeglustub.
Sama mõte esitatakse Kaksikparadoksis, kus üks kaksik saadetakse valguskiirusel liikuvale kosmoselaevale, samal ajal kui tema vend jääb Maale. Kui nad pärast mitmeaastast lahusolekut uuesti kohtuvad, on kaksik Maal oluliselt vanem kui tema astronaudist vend.
Hiljuti esitas Gruusia ülikooli professor Edward Kypreos oma artiklis arvamuse, et ainult liikuv objekt ise läbib aja laienemist. (Tavaliselt kogeb neid mõjusid ka kiiresti liikuva objekti vaatleja.)
Sellest järeldub, et varem oleks pidanud aeg kiiremini liikuma. See eemaldab tõrjuva jõu või aine vajaduse, kuna universumi näiline laienemine oleks lihtsalt kauguste valearvestus, mida aja laienemine mõjutas.
Kui see teooria on õige, ei ole see vastuolus mitte ainult teise kuulsa Einsteini teooriaga (spetsiaalne relatiivsusteooria), vaid tähendab ka seda, et meie universum on staatiline. See ei laiene ega sõltu kunagi.
Eksootiline uus osake
See osakeste ja väljade teooria on õhus olnud sajandeid. Me teame, et elektron loob elektrivälja, samuti hakati gravitatsioonivälja üsna hiljuti seostama "gravitooniga" - raskusjõu "jõu kandja osakesega". Osakefüüsikutel ja teoreetikutel on okei mõte, et üksiku välja energiat peaksid kandma osakesed, mitte välja ise.
Seda kontseptsiooni saab rakendada pimedas energias ja siis on selle jõu kandja osakeseks tume aine (mis moodustab ülejäänud 27% Universumist). Kuna mõned osakesed on põhimõtteliselt jälgimatud (sama graviton), on sellel ideel õigus elule. Alles nüüd on selle kasuks väga vähe tõendeid. Meil pole lihtsalt võimalust mõõta tumeda energia või tumeainega seotud omadusi.
F® teooriad
F® teooriad on universumi praeguse kõveruse mudelid (kus kõverust tähistatakse kui R). 2007. aastal näitasid Chicago ülikooli teadlased, et teatud R väärtuse korral võiks luua universumi mudeli, mis ei vaja universumi laienemise selgitamiseks tumedat energiat.
Seda tüüpi universum lamestab ennast nii, et selle üldine kõverus minimeeritakse, tekitades supergravitatsioonilaadse jõu, mis võib objekte kas meelitada või tõrjuda sõltuvalt tingimustest.
Chicago ülikooli teoreetikud nõustuvad, et selle teooria toimimiseks peab lisajõud kaduma seal, kus gravitatsioon on suhteliselt tugev (näiteks planeetide ja galaktikate skaalal) ning avaldub ainult kõige suuremates skaalades. Rühm Pekingi ülikooli astronoome alustas klastrite mõõtmist, et näha, kas f®-teooria võiks olla meie universumi õige kirjeldus.
Mitu universumit ja antropiline põhimõte
Kaasaegse füüsika üks suuremaid ebaõnnestumisi on tumeenergia tegeliku suuruse ennustamine. Kvantteooria ennustab väga väikest arvu, kuid füüsikud ennustavad seda arvu 10 120 korda.
Siin tulebki mängu antropiline põhimõte. See seisneb selles, et füüsika ja keemia põhikonstandid (näiteks valguse kiirus, gravitatsioonikonstant jne) on "sobivad" elu säilitamiseks ühes universumis, kuid teistes universumites võivad neil olla erinevad tähendused. Lõputul arvul paralleelsetes universumites näib üsna tõenäoline, et meie universum võib ilmneda, kui elu väärtuseks sobivad tumeda energia väärtused.
Virtuaalsed osakesed
Kvantmehaanika on imelik. See võimaldab igasugustel asjadel ilmuda eikuskilt ja mitte kuhugi, hävitades kõik ideed, mis meile keskkoolis pähe pandi. "Mateeriat ei saa luua ega hävitada," õpetati meile. See peaks liikuma ainult ühest osariigist teise.
See teooria põhineb virtuaalsete osakeste ideel - väikesed aineosakesed, mis ilmuvad ja kaovad. Selline pidev osakeste välimus ja kadumine vabastab energiat, kuna aine muutub osakeste kadumisel energiaks.
Füüsikud usuvad, et just nii saab kosmos ise piisavalt pidevat energiat, et tekitada universumi laienemist põhjustav negatiivne rõhk. Kui see teooria on õige, võib nendest virtuaalsetest osakestest saadud energiaruum olla salapärane tume energia ja meie universum laieneb seni, kuni see protsess jätkub.
Kvintessents
Selles loendis olevate teooriate arv näitab, kui kaugel oleme oma universumi täielikust mõistmisest. Iga teooria aitab kaasa meie maailma tulevasele arengule ja pole veel võimalik mõista, milline neist on õige.
Pimeda energia dešifreerimine võib avada uksed füüsika täiesti uuele osale või muuta olemasolevaid radikaalselt. Seetõttu üritavad paljud füüsikud ja astronoomid lahti harutada seda suurt, salapärast, “tumeainet”, mis kontrollib meie Universumi arengut.
Viimane tume energia teooria meie nimekirjas saab olema kõige kummalisem. Universum, kus domineerib "kvintessents", on täis "energeetilist vedelikku". Teised füüsikud nimetavad seda energiat "fantoomenergiaks".
Idee on selles, et see kvintessents muutub aja jooksul ja selle energiatihedus suureneb. Sellise Universumi saatus lõpeb Suure Ripiga, kui Universum sõna otseses mõttes plahvatab, kuna aatomid ise ei suuda vastu pidada jõule, mis neid lahutab ja lahti rebib.
Kõik hävitatakse.
ILYA KHEL
