Тъмната енергия е загадъчен феномен, който действа в противовес на гравитацията и е отговорен за ускоряването на разширяването на Вселената. Въпреки че тъмната енергия представлява до три четвърти от масата и енергията на космоса, нейната същност се крие от физиците от десетилетия. Тъмната енергия няма реални връзки с тъмната материя, освен общата дума тъмна, което просто означава, че учените не знаят какво всъщност представляват тези неща.
През 2023 г. учените съобщиха, че са открили доказателства, че тъмната енергия може да се обясни с вид енергия, която се съхранява в черните дупки. Ако това откритие е вярно, то би означавало, че настоящите ни модели на Вселената няма да разполагат с нови сили или полета извън концепцията на Айнщайн за гравитацията, за да обяснят тъмната енергия. Въпреки това, последващи открития ще трябва да потвърдят откритията, преди те да бъдат широко приети от физиците като обяснение на тъмната енергия.
Кой откри тъмната енергия?
Според уебсайта на космическия телескоп Хъбъл разбирането, че Вселената се разширява, датира от времето на американския астроном Едуин Хъбъл, който през 1929 г. забелязва, че колкото по-далеч от Земята се намира една галактика, толкова по-бързо тя се отдалечава от нас. Това не означава, че нашата планета е центърът на Вселената, а по-скоро, че всичко в пространството се отдалечава от всичко останало с постоянна скорост.
Близо 60 години след откритието на Хъбъл учените направиха друго поразително откритие. Изследователите отдавна се опитват да измерят с точност космическите разстояния, като наблюдават светлината на далечни звезди. В края на 90-те години на миналия век, след като изследват далечни свръхнови, два независими екипа установяват, че светлината на звездните експлозии е по-слаба от очакваното. Това показва, че Вселената не само се разширява, но и се ускорява в своето разширяване.
Оттогава това откритие дава повод на физиците да се почесват по главите, като през 2011 г. неговите откриватели получават Нобелова награда за физика.
Какво прави тъмната енергия?
Въпреки че изследователите не разбират напълно тъмната енергия, те са използвали познанията си за това явление, за да създадат модели на Вселената, които обясняват всичко - от Големия взрив до съвременната едромащабна структура на галактиките. Някои от тези модели предвиждат, че тъмната енергия ще разкъса всичко съществуващо след милиарди години.
Основните обяснения за тъмната енергия сочат, че тя е вид задържана енергия, присъща на тъканта на пространство-времето. "Този прост модел работи много добре на практика и е лесно допълнение към космологичния модел, без да се налага да променяме закона за гравитацията", каза преди това пред Live Science Баодзю Ли, математически физик от университета Дърам в Обединеното кралство. Но идеята е свързана с един сериозен проблем: физиците предвиждат, че стойността на енергията на вакуума трябва да е 120 порядъка по-висока от тази, която космолозите наблюдават при измерванията, казва Ли.
През февруари 2023 г. учените използват измервания от древни и спящи черни дупки, за да покажат, че тези космически гиганти растат по-бързо от предвиденото. Откритията сочат, че черните дупки съдържат вид вакуумна енергия, присъща на тъканта на пространство-времето, която може да обясни разширяването на Вселената - всичко това в рамките на теорията на относителността на Айнщайн. Ако откритието се потвърди, това би означавало, че няма да е необходима нова физика за обяснение на тъмната енергия. Те публикуват своите открития в две статии в The Astrophysical Journal и The Astrophysical Journal Letters.
Алтернативната идея е, че тъмната енергия е допълнителна фундаментална сила, която се присъединява към четирите вече известни (гравитация, електромагнетизъм, силна и слаба ядрена сила). Но тази хипотеза не обяснява защо хората не забелязват тази допълнителна сила в ежедневието си. Затова теоретиците са изградили и творчески модели, предполагащи, че тази загадъчна сила е скрита по някакъв начин.
Измерената стойност на тъмната енергия понастоящем е предмет на интензивен дебат между съперничещи си фракции във физиката. Някои изследователи са измерили мощността на тъмната енергия с помощта на космическия микровълнов фон - неясно ехо от Големия взрив - и са направили една оценка.
Но други астрономи, които измерват силата на тъмната енергия с помощта на светлината на далечни космически обекти, дават различна стойност и никой все още не е в състояние да обясни това несъответствие. Някои експерти предполагат, че силата на тъмната енергия се променя с течение на времето, въпреки че поддръжниците на тази идея все още не са успели да убедят мнозинството от колегите си в това обяснение.
Допълнителни ресурси:
- Прочетете повече за тъмната енергия от университета Суинбърн в Австралия.
- Ето определението за тъмна енергия и тъмна материя от НАСА Science.
- Гледайте „Големи мистерии: Тъмна енергия“ от Fermilab.
