Что такое \"темная энергия\" и какова ее роль во Вселенной?

На модерации Отложенный В течение последних лет астрономы пришли к выводу, что космическое пространство расширяется с возрастающей скоростью. Если бы его динамика определялась только силой тяготения, темпы космологического расширения, напротив. постоянно бы убывали. Поскольку на деле происходит обратное, приходится признать, что расширением Вселенной управляет не только гравитация, но и антигравитация.

Большинство специалистов считает, что за ускоряющееся расширение космоса отвечает особое физическое поле, которое не связано ни с материальными телами, ни с какими-либо уже известными элементарными частицами. Тем не менее, оно обладает энергией и потому участвует в искривлении пространства-времени. Однако это поле деформирует пространственно-временной континуум, если так можно выразиться, в противоположном направлении по сравнению как со светящейся, так и с темной материей. Именно по этой причине оно и служит источником тяготения с обратным знаком, антигравитации. По аналогии с темной материей его называют темной энергией.

Еще десять лет назад ученые знали о темной энергии только то, что она существует. Сейчас ситуация несколько прояснилась. Темная энергия влияет на структуру спектра микроволнового реликтового излучения, которым заполнено всё космическое пространство. Уже в нашем десятилетии были выполнены очень точные промеры этих спектров, в которых использовались приборы, поднятые на стратостатах и запущенные в космос.

Благодаря этим данным удалось вычислить как плотность темной энергии, так и ее вклад в общий энергетический баланс Вселенной (он оказался очень большим, свыше 70%). Тем не менее, о природе темной энергии пока ровно ничего не известно, Точно так же сейчас никто не может сказать, постоянна ли плотность темной энергии или же она меняется во времени и пространстве. Так что не удивительно, что астрономы и астрофизики всячески стараются получить побольше новой информации об этом таинственном поле.

Эти поиски сейчас ведутся очень активно и множеством способов. К их числу относятся и наблюдения за тем, как микроволновое излучение проходит через самые гигантские скопления галактик (их называют галактическими суперкластерами) и столь же гигантские зоны космической пустоты. Максимальные размеры тех и других доходят до полумиллиарда световых лет, это самые крупные элементы глобальной структуры космоса, доступные земным приборам. Оказывается, что эти объекты могут служить естественными полигонами для исследования темной энергии.

Предположим, что космический фотон входит в зону повышенной плотности материи, скажем, в тот же галактический суперкластер. Поскольку вещества там больше, чем в окружающем пространстве, то выше и сила тяготения. Фотоны втягиваются в эту гравитационную яму и увеличивают свою энергию. Когда фотон пройдет через суперкластер и вновь окажется в пустом космосе, ему придется преодолевать притяжение оставшихся позади галактик и теперь уже терять энергию. Точно то же самое происходит с катящимся шариком, на пути которого попадается лунка – он разгоняется, падая на ее дно, а затем замедляется, выходя на поверхность, говорят ученые.

Специалисты отмечают, что если бы не темная энергия, то фотоны теряли бы на выходе из суперкластеров столько же энергии, сколько набирали на входе. Однако она существует и растягивает пространство. Вычисления показывают, что благодаря этому фотон на выходе теряет меньше энергии, нежели приобретает на входе. То же самое случается и с шариком, если глубина, на которую он опускается при падении в лунку, больше глубины, преодолеваемой на выходе. Когда же излучение проходит через космические суперпустоты, происходит обратное – оно не набирает, а теряет энергию.