Темна енергія — в космології гіпотетична форма енергії, що має від'ємний тиск і рівномірно заповнює весь простір Всесвіту. Згідно з положеннями загальної теорії відносності, гравітація залежить не лише від маси, але і від тиску, до того ж від'ємний тиск має породжувати відштовхування, антигравітацію. Згідно з останніми даними, було виявлено прискорення розширення Всесвіту в космологічних масштабах. Темна енергія має складати значну частину так званої прихованої маси Всесвіту.
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpODBMelJpTDBSaGNtdE5ZWFIwWlhKUWFXVXVhbkJuTHpNeU1IQjRMVVJoY210TllYUjBaWEpRYVdVdWFuQm4uanBn.jpg)
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOHhMekZrTDBKcFowSmhibWRmVlVFdWMzWm5Mek16TjNCNExVSnBaMEpoYm1kZlZVRXVjM1puTG5CdVp3PT0ucG5n.png)
Існує 2 варіанти пояснення сутності темної енергії:
- Темна енергія є космологічна стала — незмінна енергетична густина, що рівномірно заповнює простір.
- Темна енергія є динамічне поле, енергетична густина якого може змінюватися в просторі-часі. У такому випадку його називають квінтесенція, якщо поле спадає з часом, або фантом, якщо його густина зростає.
Остаточний вибір між двома варіантами вимагає високоточних вимірів швидкості розширення Всесвіту, щоб зрозуміти, як ця швидкість змінюється з часом. Темпи розширення Всесвіту описуються космологічним рівнянням стану. Розв'язок рівняння стану для темної енергії — одна з найнагальніших задач сучасної спостережної космології.
Введення космологічної константи в стандартну космологічну модель (так звану метрику Фрідмана-Леметра-Робертсона-Вокера, FLRW) призвело до появи сучасної моделі космології, відомої як модель Лямбда-CDM. Ця модель добре узгоджується з існуючими космологічними спостереженнями.
Історія відкриття
Космологічна стала
У 1916 році Альбертом Ейнштейном була створена Загальна теорія відносності — найбільш точна і донині теорія гравітації. Проте з її рівнянь випливало, що Всесвіт не може бути стабільним, а натомість стягується силами тяжіння в одну точку. Ейнштейн же вважав тоді, що Всесвіт є стаціонарним, тому він модифікував свою теорію, додавши до неї ще один член, що отримав назву космологічна стала або лямбда-член. Космологічна стала відповідала антигравітаційній силі, що зростала пропорційно відстані. При цьому, у доступних людству масштабах вона була занадто слабкою, щоб бути виявленою.
У 1922 році Олександр Фрідман створив іншу модель, що не включала в себе антигравітації, але не була стаціонарною — Всесвіт Фрідмана розширювався або навпаки, стискався. Вже наступного року Едвін Габбл розробив метод вимірювання відстаней до далеких туманностей за допомогою цефеїд, завдяки чому до 1929 року виміряв відстані до кількох сотень галактик, і показав, що швидкість віддалення інших галактик від нашої росте пропорційно відстані до них. Швидкість вздовж лінії зору можна доволі точно визначити, вимірявши червоний зсув у спектрах їх зірок, і ще у 1917 році Весто Слайфер виміряв відносні швидкості туманностей, і помітив, що майже всі вони швидко віддаляються від Землі, проте тоді ще не було зрозуміло, що спіральні туманності — це галактики, подібні нашій .
З іншого боку, 1925 року Жорж Леметр показав, що рівновага моделі з космологічною сталою є нестійкою.
Всі ці відкриття призвели до того, що загальноприйнятою стала модель нестаціонарного Всесвіту що розширюється, а космологічна стала була виключена Ейнштейном з його рівнянь. Протягом життя він неодноразово визнавав цю спробу помилкою . До 1990-х років ідея космологічної константи стала непопулярною, хоча зустрічалася у деяких теоретичних роботах: наприклад, у 1965 році створив сучасну інтерпретацію космологічної сталої як антигравітаційного середовища зі сталою густиною .
Експериментальне відкриття
На початку 90-х виникла нова космологічна проблема — стало зрозуміло, що кривина Всесвіту пов'язана з його густиною і сталою Габбла. При цьому густина Всесвіту, включаючи темну матерію, була втричі нижчою, ніж мала б бути для того, щоб простір мав нульову кривину. З іншого боку, припущення про велику кривину Всесвіту породжувало нові проблеми через те, що інфляційна модель Всесвіту передбачала саме нульову кривину. Втім, незважаючи на це, моделі з кривиною були популярними .
Проте, все змінилося 1998 року, коли більш точні виміри залежності швидкості розбігання галактик від відстані, зроблені за допомогою більш яскравих «стандартних свічок» — наднових зірок типу Ia — показали, що у минулому швидкість розбігання була нижчою. Це було сильним підтвердженням гіпотези про наявність іншої форми матерії, що не взаємодіє гравітаційно звичайним чином, завдяки чому і прискорювалося розбігання галактик. Маса цієї матерії створювала додаткові 70 % густини Всесвіту. 2011 року Сол Перлматтер, Браян П. Шмідт і Адам Рісс отримали Нобелівську премію з фізики за відкриття прискореного розширення Всесвіту.
Остаточно наявність темної енергії, а також її частку від усієї матерії вдалося встановити вивчаючи анізотропію реліктового випромінювання. Це було зроблено у експериментах BOOMERanG і MAXIMA. Найбільш точні вимірювання були зроблені космічним телескопом «Планк» у період від 2009 до 2013 року. Згідно з ними, темна енергія складає близько 68 % від всієї маси Всесвіту.
Властивості
Головною особливістю темної енергії є її постійна густина. Вона є однаковою в усіх системах відліку і на відміну від темної матерії, темна енергія не скупчується у просторі, а розподілена по ньому рівномірно. Також, густина темної енергії не змінюється в часі, принаймні не більше ніж на 10 % за останні 8 мільярдів років Густину темної енергії можна виразити як
що чисельно дорівнює близько 7·10−30 г/см³. Незважаючи на таке низьке значення, наразі темна енергія домінує у Всесвіті і складає близько 70 % його маси. Через свою постійність темна енергія і спричиняє прискорене розширення всесвіту. Другою важливою особливістю темної енергії є її невзаємодія з речовиною, або принаймні ця взаємодія знаходиться за межами наших можливостей до вимірювання.
Відмінності між темною матерією і темною енергією
Темна матерія й темна енергія разом складають більшу частину (більше 90 %) маси нашого Всесвіту, і мають невідому, але достеменно різну природу. Темна матерія складається з частинок невідомого виду, що взаємодіють зі звичайною матерією гравітаційно, і ніякими іншими способами не взаємодіють (або взаємодіють надзвичайно слабко). Темна енергія не є частинками будь-якого сорту, а є полем невідомого виду, або ж властивістю безпосередньо фізичного вакууму.
Механізм дії
Пояснення через від'ємний тиск
Для пояснення властивостей темної енергії можна порівняти її з більш звичним середовищем, таким як газ. Газ у ємності створює тиск, що намагається розштовхнути стінки ємності. Тому при збільшенні об'єму газу його енергія зменшується, через те, що газ виконує роботу (адіабатичний процес). Темну енергію також можна розглядати як суцільне середовище, що заповнює Всесвіт. Проте при збільшенні об'єму Всесвіту загальна кількість темної енергії зростає (адже її густина незмінна), тому, хоча густина темної енергії додатна, її тиск — від'ємний. Розрахунки показують, що він дорівнює за абсолютним значенням густині темної матерії (з точністю до множника с²), . Експериментальні дані підтверджують це рівняння з точністю до 10 %.
У Загальній теорії відносності ефективна гравітуюча густина дорівнює . Через від'ємний тиск ця величина також виявляється від'ємною, що і створює ефект антигравітації (хоча насправді так проявляється звична нам гравітація).
Пояснення через кривину
Уявімо всесвіт, у якому є тільки темна енергія. Як відомо з рівнянь Ейнштейна, кривина простору-часу пропорційна кількості речовини, що перебуває в ньому. Проте, оскільки густина темної енергії не змінюється з часом, кривина такого всесвіту також буде постійною. Кривина всесвіту відповідає його темпу розширення, який через це також не буде змінюватись. Проте під темпом розширення слід розуміти час, який потрібен, щоб відстань між двома точками збільшилася вдвічі — легко бачити, що рівномірний темп розширення відповідає експоненційному прискоренню точок.
У нашому Всесвіті крім темної енергії наявна і матерія, тому наш Всесвіт наразі розширюється повільніше — проте чим більш домінуючою буде темна енергія, тим ближчим буде темп розширення до постійного (а швидкості — до експоненційно зростаючих).
Значення для еволюції Всесвіту
Густина звичайної матерії зменшується з часом, тоді як густина темної енергії не змінюється, тому в майбутньому темна енергія буде домінувати все більше. З іншого боку, це означає, що у минулому її роль була меншою. Так, 8 мільярдів років тому темна енергія складала лише 13 % від маси Всесвіту. Зумовлене темною енергією прискорене розширення почалося приблизно 6,5 мільярдів років тому. Подальший розвиток подій залежить від природи темної енергії, що досі невідома, тому існує кілька ймовірних варіантів.
Базовий сценарій передбачає, що темна енергія в майбутньому буде діяти так само, як і зараз. У такому випадку, скупчення галактик лишаться пов'язаними гравітаційно, проте, через прискорене розширення, вилетять за межі видимого всесвіту й перестануть бути видимими одне для одного. Самі скупчення будуть старішати й прямувати до теплової смерті.
У випадку, якщо темна енергія є не енергією вакууму, а пов'язана з деяким полем, то можлива повільна зміна її густини з часом.
Якщо вона буде зменшуватися, то прискорення Всесвіту буде сповільнюватися, і може навіть обернутися так званим великим стисканням.
У випадку, якщо густина буде зростати, то зростаюча антигравітація буде розбивати системи, що раніше були зв'язаними — скупчення галактик, потім галактики, планетні системи, тверді тіла й навіть атоми та нуклони (великий розрив).
Свідчення про існування
Спостереження за надновими
![image](https://www.wikidata.uk-ua.nina.az/image/aHR0cHM6Ly93d3cud2lraWRhdGEudWstdWEubmluYS5hei9pbWFnZS9hSFIwY0hNNkx5OTFjR3h2WVdRdWQybHJhVzFsWkdsaExtOXlaeTkzYVd0cGNHVmthV0V2WTI5dGJXOXVjeTkwYUhWdFlpOWhMMkV5TDFOT01UazVORVF1YW5Cbkx6SXlNSEI0TFZOT01UazVORVF1YW5Cbi5qcGc=.jpg)
[en] показують зв'язок між абсолютною яскравістю наднової типу Ia і часом затухання її спалаху. Завдяки цьому наднові цього типу є дуже привабливими у якості надзвичайно яскравих «стандартних свічок», за допомогою яких можна визначати відстань до далеких галактик. Оскільки ми бачимо далекі галактики такими, які вони були у далекому минулому, таким чином можна дізнатися залежність швидкості розбігання не тільки від відстані до Землі а і від часу. Можна було б очікувати, що, оскільки гравітація поступово сповільнює галактики, у минулому їх швидкість була більшою, ніж зараз. Проте виявилося, що все навпаки, і швидкість розбігання збільшується з часом, що вказує на наявність неврахованих сил у Всесвіті. Останній і найбільш повний експеримент по спостереженню за надновими — Supernova Cosmology Project.
Спостереження за реліктовим випромінюванням
Квантові флуктуації, що існували у Всесвіті через 10−43−10−36 після великого вибуху, стали причиною виникнення акустичних хвиль у речовині раннього гарячого Всесвіту. Цей процес був описаний Сахаровим у 1965 році.
Важливо, що у Фур'є-розкладі флуктуацій за мультипольними моментами, положення першого і найвищого піку залежить від кривини Всесвіту. Кривина, в свою чергу, пов'язана з постійною Габбла і густиною матерії у Всесвіті жорстким співвідношенням. Дані, зібрані космічним телескопом «Планк» показують, що Всесвіт є майже пласким: його кривина менша за 0,005. Проте сукупна густина матерії (баріонної, темної, фотонів і нейтрино), в такому випадку втричі менша за реальну, що вказує на велику кількість неврахованої матерії, що не взаємодіє гравітаційно звичним чином.
Ефект Сакса-Вольфа
Фотон, що пролітає повз велику гравітуючу масу зазнає блакитного зміщення при наближенні до неї, і червоного при віддаленні. Проте, у Всесвіті, що розширюється з прискоренням, червоне зміщення є трохи меншим за блакитне. Це явище називається інтегральним ефектом Сакса — Вольфа, і може бути знайдене за допомогою аналізу реліктового випромінювання. У 2008 році група американських астрономів заявила, що знайшла інтегральний ефект Сакса — Вольфа.
Альтернативні гіпотези
Теоретично, можливо що темної енергії не існує, а прискорення викликане тим, що загальноприйняті рівняння, що описують гравітацію неточні, проте розбіжності виникають лише на значних відстанях. Такі рівняння мають переходити в ЗТВ на малих масштабах. Іншою можливістю є додаткові виміри, що не фіксуються експериментально, проте в які можуть «розповзатися» силові лінії гравітаційного поля. Наразі[], нової теорії гравітації, що добре описує всі спостереження, ще не побудовано.
Вчені сподіваються, що запуск у липні 2023 року нового космічного телескопу під назвою «Евклід» (англ. Euclid), місія ESA (Європейського космічного агентства) за участю NASA, дозволить дослідити, чому розширення Всесвіту прискорюється. Невідомою причиною цього космічного прискорення, як на думку вчених, саме і є «темна енергія». У травні 2027 року до «Евкліда» приєднається космічний телескоп NASA «Nancy Grace Roman» (англ. Nancy Grace), щоб дослідити цю загадку способами, які ніколи раніше не були можливими.
Див. також
Джерела
- «Mysterious force's long presence» BBC News online (2006) More evidence for dark energy being the cosmological constant
- «Astronomy Picture of the Day» one of the images of the which confirmed the presence of dark energy and dark matter
- SuperNova Legacy Survey home page The Canada-France-Hawaii Telescope Legacy Survey Supernova Program aims primarily at measuring the equation of state of Dark Energy. It is designed to precisely measure several hundred high-redshift supernovae.
- «Report of the Dark Energy Task Force»
- «HubbleSite.org — Dark Energy Website» Multimedia presentation explores the science of dark energy and Hubble's role in its discovery.
- «Surveying the dark side»
- «Dark energy and 3-manifold topology» Acta Physica Polonica 38 (2007), p. 3633-3639
Література
- Темна енергія і темна матерія у Всесвіті: монографія: у 3 т. Т. 2 : Темна матерія: астрофізичні аспекти проблеми / В. Шульга, В. Жданов, О. Александров [та ін.] / НАН України, Радіоастрон. ін-т, Голов. астрон. обсерваторія, Київ. нац. ун-т ім. Т. Шевченка, Харків. нац. ун-т ім. В. Н. Каразіна ; за ред. акад. В. Шульги. — Київ: Академперіодика, 2014. — 356 с. : іл. — (Проект «Українська наукова книга іноземною мовою»). — Тит. арк. парал. англ. — Бібліогр.: с. 348—353 (113 назв). —
- Dark energy and dark matter in the universe: in three volumes. Vol. 1 : Dark energy: observational evidence and theoretical models / B. Novosyadlyj B., V. Pelykh, Yu. Shtanov, A. Zhuk / [ed. V. Shulga]. — Kyiv: Akademperiodyka, 2013. — 380 p. : il. — (Project «Ukrainian scientific book in a foreign language»). — Тит. арк. парал.англ., укр. — Bibliogr.: s. 340—373. —
Примітки
- Закон Хаббла(рос.)
- Расширение Вселенной: как его открывали(рос.)
- George Gamow and Albert Einstein: Did Einstein say the cosmological constant was the «biggest blunder» he ever made in his life?(англ.)
- ALGEBRAIC PROPERTIES OF THE ENERGY-MOMENTUM TENSOR AND VACUUM-LIKE STATES OF MATTER [ 2017-12-15 у Wayback Machine.](англ.)
- Темная энергия во Вселенной(рос.)
- A Decade of Dark Energy: 1998—2008(англ.)
- Темная материя и темная энергия во Вселенной(рос.)
- Ask Ethan: Where Does The 'Energy' For Dark Energy Come From?(англ.)
- Темная энергия(рос.)
- Всемирное антитяготение(рос.)
- Why Does Dark Energy Make the Universe Accelerate?(англ.)
- Космологические сахаровские осцилляции и квантовая механика ранней Вселенной(рос.)
- Planck 2015 results. XIII. Cosmological parameters(англ.)
- AN IMPRINT OF SUPER-STRUCTURES ON THE MICROWAVE BACKGROUND DUE TO THE INTEGRATED SACHS-WOLFE EFFECT(англ.)
- NASA Roman та ESA Euclid об’єднаються для дослідження темної енергії. 27.06.2023
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Temna energiya v kosmologiyi gipotetichna forma energiyi sho maye vid yemnij tisk i rivnomirno zapovnyuye ves prostir Vsesvitu Zgidno z polozhennyami zagalnoyi teoriyi vidnosnosti gravitaciya zalezhit ne lishe vid masi ale i vid tisku do togo zh vid yemnij tisk maye porodzhuvati vidshtovhuvannya antigravitaciyu Zgidno z ostannimi danimi bulo viyavleno priskorennya rozshirennya Vsesvitu v kosmologichnih masshtabah Temna energiya maye skladati znachnu chastinu tak zvanoyi prihovanoyi masi Vsesvitu Sklad Vsesvitu za danimi suputnika WMAP Diagrama sho pokazuye priskorene rozshirennya Vsesvitu cherez temnu energiyu Isnuye 2 varianti poyasnennya sutnosti temnoyi energiyi Temna energiya ye kosmologichna stala nezminna energetichna gustina sho rivnomirno zapovnyuye prostir Temna energiya ye dinamichne pole energetichna gustina yakogo mozhe zminyuvatisya v prostori chasi U takomu vipadku jogo nazivayut kvintesenciya yaksho pole spadaye z chasom abo fantom yaksho jogo gustina zrostaye Ostatochnij vibir mizh dvoma variantami vimagaye visokotochnih vimiriv shvidkosti rozshirennya Vsesvitu shob zrozumiti yak cya shvidkist zminyuyetsya z chasom Tempi rozshirennya Vsesvitu opisuyutsya kosmologichnim rivnyannyam stanu Rozv yazok rivnyannya stanu dlya temnoyi energiyi odna z najnagalnishih zadach suchasnoyi sposterezhnoyi kosmologiyi Vvedennya kosmologichnoyi konstanti v standartnu kosmologichnu model tak zvanu metriku Fridmana Lemetra Robertsona Vokera FLRW prizvelo do poyavi suchasnoyi modeli kosmologiyi vidomoyi yak model Lyambda CDM Cya model dobre uzgodzhuyetsya z isnuyuchimi kosmologichnimi sposterezhennyami Istoriya vidkrittyaKosmologichna stala U 1916 roci Albertom Ejnshtejnom bula stvorena Zagalna teoriya vidnosnosti najbilsh tochna i donini teoriya gravitaciyi Prote z yiyi rivnyan viplivalo sho Vsesvit ne mozhe buti stabilnim a natomist styaguyetsya silami tyazhinnya v odnu tochku Ejnshtejn zhe vvazhav todi sho Vsesvit ye stacionarnim tomu vin modifikuvav svoyu teoriyu dodavshi do neyi she odin chlen sho otrimav nazvu kosmologichna stala abo lyambda chlen Kosmologichna stala vidpovidala antigravitacijnij sili sho zrostala proporcijno vidstani Pri comu u dostupnih lyudstvu masshtabah vona bula zanadto slabkoyu shob buti viyavlenoyu U 1922 roci Oleksandr Fridman stvoriv inshu model sho ne vklyuchala v sebe antigravitaciyi ale ne bula stacionarnoyu Vsesvit Fridmana rozshiryuvavsya abo navpaki stiskavsya Vzhe nastupnogo roku Edvin Gabbl rozrobiv metod vimiryuvannya vidstanej do dalekih tumannostej za dopomogoyu cefeyid zavdyaki chomu do 1929 roku vimiryav vidstani do kilkoh soten galaktik i pokazav sho shvidkist viddalennya inshih galaktik vid nashoyi roste proporcijno vidstani do nih Shvidkist vzdovzh liniyi zoru mozhna dovoli tochno viznachiti vimiryavshi chervonij zsuv u spektrah yih zirok i she u 1917 roci Vesto Slajfer vimiryav vidnosni shvidkosti tumannostej i pomitiv sho majzhe vsi voni shvidko viddalyayutsya vid Zemli prote todi she ne bulo zrozumilo sho spiralni tumannosti ce galaktiki podibni nashij Z inshogo boku 1925 roku Zhorzh Lemetr pokazav sho rivnovaga modeli z kosmologichnoyu staloyu ye nestijkoyu Vsi ci vidkrittya prizveli do togo sho zagalnoprijnyatoyu stala model nestacionarnogo Vsesvitu sho rozshiryuyetsya a kosmologichna stala bula viklyuchena Ejnshtejnom z jogo rivnyan Protyagom zhittya vin neodnorazovo viznavav cyu sprobu pomilkoyu Do 1990 h rokiv ideya kosmologichnoyi konstanti stala nepopulyarnoyu hocha zustrichalasya u deyakih teoretichnih robotah napriklad u 1965 roci stvoriv suchasnu interpretaciyu kosmologichnoyi staloyi yak antigravitacijnogo seredovisha zi staloyu gustinoyu Eksperimentalne vidkrittya Na pochatku 90 h vinikla nova kosmologichna problema stalo zrozumilo sho krivina Vsesvitu pov yazana z jogo gustinoyu i staloyu Gabbla Pri comu gustina Vsesvitu vklyuchayuchi temnu materiyu bula vtrichi nizhchoyu nizh mala b buti dlya togo shob prostir mav nulovu krivinu Z inshogo boku pripushennya pro veliku krivinu Vsesvitu porodzhuvalo novi problemi cherez te sho inflyacijna model Vsesvitu peredbachala same nulovu krivinu Vtim nezvazhayuchi na ce modeli z krivinoyu buli populyarnimi Prote vse zminilosya 1998 roku koli bilsh tochni vimiri zalezhnosti shvidkosti rozbigannya galaktik vid vidstani zrobleni za dopomogoyu bilsh yaskravih standartnih svichok nadnovih zirok tipu Ia pokazali sho u minulomu shvidkist rozbigannya bula nizhchoyu Ce bulo silnim pidtverdzhennyam gipotezi pro nayavnist inshoyi formi materiyi sho ne vzayemodiye gravitacijno zvichajnim chinom zavdyaki chomu i priskoryuvalosya rozbigannya galaktik Masa ciyeyi materiyi stvoryuvala dodatkovi 70 gustini Vsesvitu 2011 roku Sol Perlmatter Brayan P Shmidt i Adam Riss otrimali Nobelivsku premiyu z fiziki za vidkrittya priskorenogo rozshirennya Vsesvitu Ostatochno nayavnist temnoyi energiyi a takozh yiyi chastku vid usiyeyi materiyi vdalosya vstanoviti vivchayuchi anizotropiyu reliktovogo viprominyuvannya Ce bulo zrobleno u eksperimentah BOOMERanG i MAXIMA Najbilsh tochni vimiryuvannya buli zrobleni kosmichnim teleskopom Plank u period vid 2009 do 2013 roku Zgidno z nimi temna energiya skladaye blizko 68 vid vsiyeyi masi Vsesvitu VlastivostiGolovnoyu osoblivistyu temnoyi energiyi ye yiyi postijna gustina Vona ye odnakovoyu v usih sistemah vidliku i na vidminu vid temnoyi materiyi temna energiya ne skupchuyetsya u prostori a rozpodilena po nomu rivnomirno Takozh gustina temnoyi energiyi ne zminyuyetsya v chasi prinajmni ne bilshe nizh na 10 za ostanni 8 milyardiv rokiv Gustinu temnoyi energiyi mozhna viraziti yak r c 2 L 8 p G displaystyle rho frac c 2 Lambda 8 pi G sho chiselno dorivnyuye blizko 7 10 30 g sm Nezvazhayuchi na take nizke znachennya narazi temna energiya dominuye u Vsesviti i skladaye blizko 70 jogo masi Cherez svoyu postijnist temna energiya i sprichinyaye priskorene rozshirennya vsesvitu Drugoyu vazhlivoyu osoblivistyu temnoyi energiyi ye yiyi nevzayemodiya z rechovinoyu abo prinajmni cya vzayemodiya znahoditsya za mezhami nashih mozhlivostej do vimiryuvannya Vidminnosti mizh temnoyu materiyeyu i temnoyu energiyeyuDokladnishe Temna materiya Temna materiya j temna energiya razom skladayut bilshu chastinu bilshe 90 masi nashogo Vsesvitu i mayut nevidomu ale dostemenno riznu prirodu Temna materiya skladayetsya z chastinok nevidomogo vidu sho vzayemodiyut zi zvichajnoyu materiyeyu gravitacijno i niyakimi inshimi sposobami ne vzayemodiyut abo vzayemodiyut nadzvichajno slabko Temna energiya ne ye chastinkami bud yakogo sortu a ye polem nevidomogo vidu abo zh vlastivistyu bezposeredno fizichnogo vakuumu Mehanizm diyiPoyasnennya cherez vid yemnij tisk Dlya poyasnennya vlastivostej temnoyi energiyi mozhna porivnyati yiyi z bilsh zvichnim seredovishem takim yak gaz Gaz u yemnosti stvoryuye tisk sho namagayetsya rozshtovhnuti stinki yemnosti Tomu pri zbilshenni ob yemu gazu jogo energiya zmenshuyetsya cherez te sho gaz vikonuye robotu adiabatichnij proces Temnu energiyu takozh mozhna rozglyadati yak sucilne seredovishe sho zapovnyuye Vsesvit Prote pri zbilshenni ob yemu Vsesvitu zagalna kilkist temnoyi energiyi zrostaye adzhe yiyi gustina nezminna tomu hocha gustina temnoyi energiyi dodatna yiyi tisk vid yemnij Rozrahunki pokazuyut sho vin dorivnyuye za absolyutnim znachennyam gustini temnoyi materiyi z tochnistyu do mnozhnika s p r c 2 displaystyle p rho c 2 Eksperimentalni dani pidtverdzhuyut ce rivnyannya z tochnistyu do 10 U Zagalnij teoriyi vidnosnosti efektivna gravituyucha gustina dorivnyuye r e f f r 3 p c 2 displaystyle rho eff rho 3p c 2 Cherez vid yemnij tisk cya velichina takozh viyavlyayetsya vid yemnoyu sho i stvoryuye efekt antigravitaciyi hocha naspravdi tak proyavlyayetsya zvichna nam gravitaciya Poyasnennya cherez krivinu Uyavimo vsesvit u yakomu ye tilki temna energiya Yak vidomo z rivnyan Ejnshtejna krivina prostoru chasu proporcijna kilkosti rechovini sho perebuvaye v nomu Prote oskilki gustina temnoyi energiyi ne zminyuyetsya z chasom krivina takogo vsesvitu takozh bude postijnoyu Krivina vsesvitu vidpovidaye jogo tempu rozshirennya yakij cherez ce takozh ne bude zminyuvatis Prote pid tempom rozshirennya slid rozumiti chas yakij potriben shob vidstan mizh dvoma tochkami zbilshilasya vdvichi legko bachiti sho rivnomirnij temp rozshirennya vidpovidaye eksponencijnomu priskorennyu tochok U nashomu Vsesviti krim temnoyi energiyi nayavna i materiya tomu nash Vsesvit narazi rozshiryuyetsya povilnishe prote chim bilsh dominuyuchoyu bude temna energiya tim blizhchim bude temp rozshirennya do postijnogo a shvidkosti do eksponencijno zrostayuchih Znachennya dlya evolyuciyi VsesvituGustina zvichajnoyi materiyi zmenshuyetsya z chasom todi yak gustina temnoyi energiyi ne zminyuyetsya tomu v majbutnomu temna energiya bude dominuvati vse bilshe Z inshogo boku ce oznachaye sho u minulomu yiyi rol bula menshoyu Tak 8 milyardiv rokiv tomu temna energiya skladala lishe 13 vid masi Vsesvitu Zumovlene temnoyu energiyeyu priskorene rozshirennya pochalosya priblizno 6 5 milyardiv rokiv tomu Podalshij rozvitok podij zalezhit vid prirodi temnoyi energiyi sho dosi nevidoma tomu isnuye kilka jmovirnih variantiv Bazovij scenarij peredbachaye sho temna energiya v majbutnomu bude diyati tak samo yak i zaraz U takomu vipadku skupchennya galaktik lishatsya pov yazanimi gravitacijno prote cherez priskorene rozshirennya viletyat za mezhi vidimogo vsesvitu j perestanut buti vidimimi odne dlya odnogo Sami skupchennya budut starishati j pryamuvati do teplovoyi smerti U vipadku yaksho temna energiya ye ne energiyeyu vakuumu a pov yazana z deyakim polem to mozhliva povilna zmina yiyi gustini z chasom Yaksho vona bude zmenshuvatisya to priskorennya Vsesvitu bude spovilnyuvatisya i mozhe navit obernutisya tak zvanim velikim stiskannyam U vipadku yaksho gustina bude zrostati to zrostayucha antigravitaciya bude rozbivati sistemi sho ranishe buli zv yazanimi skupchennya galaktik potim galaktiki planetni sistemi tverdi tila j navit atomi ta nukloni velikij rozriv Svidchennya pro isnuvannyaSposterezhennya za nadnovimi Nadnova tipu Ia u livomu nizhnomu kuti en pokazuyut zv yazok mizh absolyutnoyu yaskravistyu nadnovoyi tipu Ia i chasom zatuhannya yiyi spalahu Zavdyaki comu nadnovi cogo tipu ye duzhe privablivimi u yakosti nadzvichajno yaskravih standartnih svichok za dopomogoyu yakih mozhna viznachati vidstan do dalekih galaktik Oskilki mi bachimo daleki galaktiki takimi yaki voni buli u dalekomu minulomu takim chinom mozhna diznatisya zalezhnist shvidkosti rozbigannya ne tilki vid vidstani do Zemli a i vid chasu Mozhna bulo b ochikuvati sho oskilki gravitaciya postupovo spovilnyuye galaktiki u minulomu yih shvidkist bula bilshoyu nizh zaraz Prote viyavilosya sho vse navpaki i shvidkist rozbigannya zbilshuyetsya z chasom sho vkazuye na nayavnist nevrahovanih sil u Vsesviti Ostannij i najbilsh povnij eksperiment po sposterezhennyu za nadnovimi Supernova Cosmology Project Sposterezhennya za reliktovim viprominyuvannyam Kvantovi fluktuaciyi sho isnuvali u Vsesviti cherez 10 43 10 36 pislya velikogo vibuhu stali prichinoyu viniknennya akustichnih hvil u rechovini rannogo garyachogo Vsesvitu Cej proces buv opisanij Saharovim u 1965 roci Vazhlivo sho u Fur ye rozkladi fluktuacij za multipolnimi momentami polozhennya pershogo i najvishogo piku zalezhit vid krivini Vsesvitu Krivina v svoyu chergu pov yazana z postijnoyu Gabbla i gustinoyu materiyi u Vsesviti zhorstkim spivvidnoshennyam Dani zibrani kosmichnim teleskopom Plank pokazuyut sho Vsesvit ye majzhe plaskim jogo krivina mensha za 0 005 Prote sukupna gustina materiyi barionnoyi temnoyi fotoniv i nejtrino v takomu vipadku vtrichi mensha za realnu sho vkazuye na veliku kilkist nevrahovanoyi materiyi sho ne vzayemodiye gravitacijno zvichnim chinom Efekt Saksa Volfa Foton sho prolitaye povz veliku gravituyuchu masu zaznaye blakitnogo zmishennya pri nablizhenni do neyi i chervonogo pri viddalenni Prote u Vsesviti sho rozshiryuyetsya z priskorennyam chervone zmishennya ye trohi menshim za blakitne Ce yavishe nazivayetsya integralnim efektom Saksa Volfa i mozhe buti znajdene za dopomogoyu analizu reliktovogo viprominyuvannya U 2008 roci grupa amerikanskih astronomiv zayavila sho znajshla integralnij efekt Saksa Volfa Alternativni gipoteziTeoretichno mozhlivo sho temnoyi energiyi ne isnuye a priskorennya viklikane tim sho zagalnoprijnyati rivnyannya sho opisuyut gravitaciyu netochni prote rozbizhnosti vinikayut lishe na znachnih vidstanyah Taki rivnyannya mayut perehoditi v ZTV na malih masshtabah Inshoyu mozhlivistyu ye dodatkovi vimiri sho ne fiksuyutsya eksperimentalno prote v yaki mozhut rozpovzatisya silovi liniyi gravitacijnogo polya Narazi koli novoyi teoriyi gravitaciyi sho dobre opisuye vsi sposterezhennya she ne pobudovano Vcheni spodivayutsya sho zapusk u lipni 2023 roku novogo kosmichnogo teleskopu pid nazvoyu Evklid angl Euclid misiya ESA Yevropejskogo kosmichnogo agentstva za uchastyu NASA dozvolit dosliditi chomu rozshirennya Vsesvitu priskoryuyetsya Nevidomoyu prichinoyu cogo kosmichnogo priskorennya yak na dumku vchenih same i ye temna energiya U travni 2027 roku do Evklida priyednayetsya kosmichnij teleskop NASA Nancy Grace Roman angl Nancy Grace shob dosliditi cyu zagadku sposobami yaki nikoli ranishe ne buli mozhlivimi Div takozhP yata silaDzherela Mysterious force s long presence BBC News online 2006 More evidence for dark energy being the cosmological constant Astronomy Picture of the Day one of the images of the which confirmed the presence of dark energy and dark matter SuperNova Legacy Survey home page The Canada France Hawaii Telescope Legacy Survey Supernova Program aims primarily at measuring the equation of state of Dark Energy It is designed to precisely measure several hundred high redshift supernovae Report of the Dark Energy Task Force HubbleSite org Dark Energy Website Multimedia presentation explores the science of dark energy and Hubble s role in its discovery Surveying the dark side Dark energy and 3 manifold topology Acta Physica Polonica 38 2007 p 3633 3639LiteraturaTemna energiya i temna materiya u Vsesviti monografiya u 3 t T 2 Temna materiya astrofizichni aspekti problemi V Shulga V Zhdanov O Aleksandrov ta in NAN Ukrayini Radioastron in t Golov astron observatoriya Kiyiv nac un t im T Shevchenka Harkiv nac un t im V N Karazina za red akad V Shulgi Kiyiv Akademperiodika 2014 356 s il Proekt Ukrayinska naukova kniga inozemnoyu movoyu Tit ark paral angl Bibliogr s 348 353 113 nazv ISBN 978 966 360 253 0 Dark energy and dark matter in the universe in three volumes Vol 1 Dark energy observational evidence and theoretical models B Novosyadlyj B V Pelykh Yu Shtanov A Zhuk ed V Shulga Kyiv Akademperiodyka 2013 380 p il Project Ukrainian scientific book in a foreign language Tit ark paral angl ukr Bibliogr s 340 373 ISBN 978 966 360 240 0PrimitkiZakon Habbla ros Rasshirenie Vselennoj kak ego otkryvali ros George Gamow and Albert Einstein Did Einstein say the cosmological constant was the biggest blunder he ever made in his life angl ALGEBRAIC PROPERTIES OF THE ENERGY MOMENTUM TENSOR AND VACUUM LIKE STATES OF MATTER 2017 12 15 u Wayback Machine angl Temnaya energiya vo Vselennoj ros A Decade of Dark Energy 1998 2008 angl Temnaya materiya i temnaya energiya vo Vselennoj ros Ask Ethan Where Does The Energy For Dark Energy Come From angl Temnaya energiya ros Vsemirnoe antityagotenie ros Why Does Dark Energy Make the Universe Accelerate angl Kosmologicheskie saharovskie oscillyacii i kvantovaya mehanika rannej Vselennoj ros Planck 2015 results XIII Cosmological parameters angl AN IMPRINT OF SUPER STRUCTURES ON THE MICROWAVE BACKGROUND DUE TO THE INTEGRATED SACHS WOLFE EFFECT angl NASA Roman ta ESA Euclid ob yednayutsya dlya doslidzhennya temnoyi energiyi 27 06 2023