Noslēpumainā tumšā enerģija spēlēja ne vairāk kā daļiņu agrīnajā Visumā

Tumšās enerģijas meklēšana varētu palīdzēt planētu medniekiem

Gaismu no tālām galaktikām izkropļo priekšplāna matērija. Šo tā saucamo vājo lēcu var izmantot, lai raksturotu tumšo enerģiju. (Attēla kredīts: S. Kolombi (IAP), CFHT komanda)





Zinātnieki, kas cenšas izprast tumšo enerģiju, kas ir viena no dīvainākajām Visuma lietām, ir spēruši soli uz priekšu, lai noteiktu, cik daudz tās varēja pastāvēt neilgi pēc Lielā sprādziena.

Tumšā enerģija ir noslēpumainais spēks, kas, pēc zinātnieku domām, ir atbildīgs par telpas atdalīšanu šuvēs, izraisot Visuma paplašināšanos. Neviens nezin kas ir tumšā enerģija , un tas nav atklāts tieši.

Jaunajā pētījumā pētnieki izmantoja Dienvidpola teleskopu Antarktīdā, lai novērotu kosmisko mikroviļņu fonu - visaptverošo gaismu, kas paliek pāri no Lielais sprādziens kas, domājams, ir iedarbinājis Visumu. Šim starojumam ir daudzu agrīnā Visuma īpašību rekords, kas ļauj zinātniekiem izsecināt maksimālo tumšās enerģijas daudzumu, kas tajā laikā varēja būt klāt.



Pamatojoties uz saviem mērījumiem, pētnieki atklāja, ka tumšā enerģija nevarēja būt lielāka par 1,8 procentiem no kopējā Visuma blīvuma. Turpretī tumšā enerģija šodien dominē kosmosā, veidojot aptuveni 74 procentus no visas Visuma matērijas un enerģijas.

Tumšās enerģijas kosmiskā loma

Viena no populārākajām tumšās enerģijas teorijām uzskata to par kosmoloģisko konstanti - terminu no Einšteina vispārējās relativitātes vienādojumiem.



Ja tumšā enerģija ir nemainīga, tad tās blīvums - tumšās enerģijas daudzums uz noteiktu telpas laukumu - laika gaitā nav mainījies. Tikmēr matērijas blīvums Visumā ir mainījies, kļūstot arvien zemākam, jo ​​Visums ir paplašinājies. [Attēli: Lielais sprādziens un agrīnais Visums]

Tātad, lai gan tumšās enerģijas skaits šobrīd ir lielāks par aptuveni trīs pret vienu, šī attiecība būtu bijusi daudz mazāka, ja jaunais Visums būtu tik blīvs ar matēriju. Tumšā enerģija salīdzinājumā būtu bijusi ārkārtīgi nenozīmīga.

Kas patiesībā ir tumšā enerģija?



Jaunie mērījumi atbilst šai idejai, lai gan tie joprojām nevar kalpot, lai atdalītu kosmoloģiskās konstantes teoriju no citiem modeļiem, kas liecina, ka tumšās enerģijas agrīnā daļa, kaut arī maza, nebija nenozīmīga.

Pētījuma vadītājs Autors Kristians L Reikhards, kosmologs Kalifornijas Universitātē, Bērklijā, sacīja, ka modeļiem, kuros tumšā enerģija nav nemainīga, ir “dažas teorētiskas priekšrocības”.

Piemēram, viņš teica, ka viņi var uzņemties dīvainu sakritību: mums gadās atrasties Visumā, kur tumšā enerģija un matērija ir salīdzinoši salīdzināmas, pilnībā nedominējot pār otru. Šīs teorijas ir saistītas ar šo jautājumu, liekot domāt, ka Visums ne vienmēr ir bijis šāds.

Christof Wetterich no Heidelbergas universitātes Vācijā, kurš 1987. gadā ierosināja tumšās enerģijas maiņas modeli, ko sauc par “kvintesenci”, sacīja, ka ir grūti izslēgt šādus modeļus, jo tie nerada konkrētu prognozi par tumšās enerģijas daudzumu noteiktā laikā. dots laiks.

'Jebkurā gadījumā [Dienvidpola teleskopa] datos nav redzamas novirzes no vienkārša modeļa ar kosmoloģisku konstanti, un tas ir iespaidīgi pats par sevi,' Veterihs e -pastā pastāstīja guesswhozoo.com. 'Var būt ne vairāk kā diezgan neliela daļa agrīnās tumšās enerģijas, kas atbilst iepriekšējo pētījumu rezultātiem.'

Kopumā daudzi kosmologi atbalsta kosmoloģiskās konstantes teoriju.

'Pastāv teorēma, ka vienkāršākais skaidrojums ir labākais, un kosmoloģiskā konstante šobrīd ir vienkāršākais modelis, kas atbilst visiem novērojumiem,' sacīja Reikhards.

Rentgenstaru un optisko datu attēls no Supernova 1E 0102.2-7219. Gaisma, kas nāk no tālām supernovām, palīdz astrofiziķiem noteikt Visumu un noteikt tā izplešanās ātrumu.

Rentgenstaru un optisko datu attēls no Supernova 1E 0102.2-7219. Gaisma, kas nāk no tālām supernovām, palīdz astrofiziķiem noteikt Visumu un noteikt tā izplešanās ātrumu.(Attēla kredīts: NASA)

Mērķis tumšās enerģijas noslēpumam

Tā kā zinātnieki apkopo arvien labākus datus par kosmisko mikroviļņu fonu no tādiem eksperimentiem kā Dienvidpola teleskops vai Eiropas Planka satelīts, situācijai vajadzētu kļūt skaidrākai.

'Šis ir interesants raksts,' e -pastā rakstīja astrofiziķis Bharats Ratra no Kanzasas štata universitātes. Ratra, kas nebija iesaistīta pētījumā, kopā ar Prinstonas universitātes Džimu Pībelu ir arhitekts, kurš ir tumšas enerģijas modeļa mainīgais laiks.

'Einšteina kosmoloģiskā konstante ļoti saskan ar novērojumu ierobežojumiem, kas radušies no pašlaik pieejamo datu kombinācijām,' sacīja Ratra, 'bet tumšā enerģija, kas laika gaitā lēnām samazinās (un telpā vāji mainās), kā tas bija modelī Peebles un es, vēl nav. ļoti neatbalsta dati.

“Iespējams, ka tuvāko gadu laikā situācija kļūs daudz skaidrāka; šie ir interesanti laiki kosmoloģijai! '

Reikhards un viņa kolēģi ir iesnieguši savu pētījumu Astrophysical Journal Letters, kur pašlaik tiek veikta salīdzinošā pārskatīšana, un viņi to ievietoja astronomijas priekšdrukas vietnē ArXiv.

Jūs varat sekot guesswhozoo.com vadošās redaktores asistentei Klārai Moskovicai vietnē Twitter @ Klāra Moskovica . Sekojiet guesswhozoo.com, lai iegūtu jaunākās ziņas par kosmosa zinātni un izpēti Twitter @Spacedotcom un tālāk Facebook .