|
Что такое темная энергия
|
|
|
|
Темная энергия по-прежнему остается одной из величайших космических загадок. Несмотря на все время, деньги и телескопы, которые человечество использует для раскрытия ее природы, ученые все еще задаются фундаментальным вопросом: что такое темная энергия?
|
|
|
|
С завершением Исследования темной энергии, шестилетнего международного сотрудничества более чем 400 ученых, которые провели одно из самых глубоких широкомасштабных исследований неба, астрофизики приближаются к ответу. На этой неделе ученые, работающие над исследованием темной энергии, опубликовали свои окончательные результаты. Хотя они и не раскрывают тайны Вселенной, они приближают человечество еще на один шаг к пониманию темной энергии.
|
|
|
|
"Мы не ответили на все эти вопросы. У нас есть некоторые намеки", - сказал Джонатан Блазек, доцент физики в Северо-Восточном университете и один из руководителей группы моделирования и анализа проекта. "Мы знаем лучше, чем когда-либо, о чем нам следует спрашивать и как мы должны пытаться ответить на эти вопросы, но у нас пока нет ответов".
|
|
|
|
Около 13,8 миллиардов лет назад Вселенная начала быстро расширяться в процессе, который обычно называют Большим взрывом. После этого первоначального взрывного расширения гравитация замедлила рост Вселенной. Основные законы Вселенной гласят, что то, что поднимается вверх, должно опускаться вниз. Но это не совсем то, что произошло.
|
|
|
|
|
|
|
В 1998 году две группы ученых, изучавших взрывающиеся звезды, обнаружили, что через 9 миллиардов лет после образования Вселенной она на самом деле начала расти быстрее. Виновником этого является неизвестная сила, которую ученые назвали темной энергией.
|
|
|
|
"Мы не можем видеть его непосредственно или, по крайней мере, нам нелегко увидеть его непосредственно, поэтому мы называем его темным и... он действует как другой вид энергии во Вселенной", - объяснил Блазек. "Но то, что она, по-видимому, делает, - это раздвигает материю, что действительно странно, потому что большинство объектов, обладающих гравитацией, притягиваются друг к другу".
|
|
|
|
Ученые все еще относительно мало знают о темной энергии, за исключением того, что она присутствует по всей Вселенной. По данным Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства, примерно от 68,3% до 70% Вселенной состоит из темной энергии.
|
|
|
|
После открытия темной энергии ученые начали экспериментировать со способами ее изучения, в том числе с помощью программы Dark Energy Survey.
|
|
|
|
Американская национальная ускорительная лаборатория имени Ферми создала сверхчувствительную цифровую камеру DECam и подключила ее к телескопу, которым управляет Национальный научный фонд США в Чили. В течение 758 ночей ученые из Dark Energy Survey записывали информацию о 669 миллионах галактик, которые находятся на расстоянии миллиардов световых лет от Земли и покрывают восьмую часть неба.
|
|
|
|
Масштаб и детализация результатов исследования темной энергии беспрецедентны. Это дало сотням ученых редкую возможность изучить один набор данных, преследуя разные, но сходящиеся научные цели.
|
|
|
|
"Я думаю, что это очень мощно", - сказал Мартин Крочче, координатор аналитического исследования Dark Energy Survey, в своем заявлении. "Это единственный раз, когда это было сделано в текущем поколении экспериментов с темной энергией".
|
|
|
|
По словам Блазека, самые последние и окончательные результаты, опубликованные в рамках исследования темной энергии, являются "уточнением", а не переосмыслением понимания человечеством темной энергии.
|
|
|
|
Данные исследования темной энергии, в конечном счете, соответствуют двум наиболее распространенным моделям функционирования темной энергии во Вселенной. Стандартная космологическая модель утверждает, что плотность темной энергии во Вселенной постоянна, в то время как вторая модель утверждает, что она эволюционирует с течением времени.
|
|
|
|
"Каждый раз, когда мы делаем это, даже если вы получаете "неинтересный" ответ, который выглядит так же, как и раньше, но с меньшей неопределенностью, вы все равно отвечаете на некоторые вопросы", - сказал Блазек. "Вы все равно что-то исключаете".
|
|
|
|
Одним из последних и важнейших достижений проекта является точная реконструкция распределения вещества по Вселенной. Для составления этой космической картографии Блазек и его сотрудники разработали более совершенные методы измерения явления, называемого гравитационным линзированием.
|
|
|
|
Линзирование возникает, когда массивные объекты, такие как галактики, ведут себя как космические увеличительные стекла. Гравитация галактики может искривлять свет, исходящий от звезды за ней, искажая изображение, которое видят астрономы, находящиеся на Земле. Наблюдая, насколько сильно гравитация отклоняет свет, они могут определить массу удаленных объектов.
|
|
|
|
Составить карту галактик, какими бы яркими они ни были, относительно просто. Составить карту всей материи и энергии, особенно практически невидимой темной энергии, сложнее, но это возможно при понимании того, где сосредоточена масса и насколько сильно действует гравитация. Гравитационное линзирование обеспечивает и то, и другое.
|
|
|
|
"Эта карта, которую вы создаете на основе линзирования, действительно показывает истинное распределение всей материи во Вселенной", - сказал Блазек.
|
|
|
|
Извлеченные уроки и методы, разработанные с помощью DES, уже влияют на новые попытки ответить на вопросы, касающиеся темной энергии и Вселенной.
|
|
|
|
Обсерватория Рубина в Чили сродни "Исследованию сверхтемной энергии", и в ней участвуют многие из тех же ученых, сказал Блазек. Спутник Euclid и Римский космический телескоп, запущенные в сентябре, также преследуют схожие научные цели.
|
|
|
|
По словам Блазека, завершение DES - это "передача эстафеты" следующему поколению астрономов и следующий этап усилий человечества по составлению карт звезд.
|
|
|
|
"С научной точки зрения, здесь есть наследие, которое будет сохранено и которое во многом подготовит нас для следующего поколения", - сказал Блазек. "Это действительно похоже на конец одной эпохи и начало другой".
|
|
|
|
Источник
|
