#чтиво | Темная энергия — вымысел?

15 Августа 2013 в 20:30, Илья Хель 6 407 просмотров 36

Темная энергия

В этой статье мы будем защищать темную энергию. Она доминирует во вселенной, она абсолютно абсурдна, но она крайне необходима физике. Сложный вопрос, решения которого пока нет. Тем не менее мы попробуем пролить свет на самые темные и самые светлые стороны этого вопроса. Является ли темная энергия выдумкой, притянутой за уши?

Идея темной энергии настолько смешная, что практически любой вопрос относительно ее существования начинается с «зачем она нужна?». Никто не хочет верить в темную энергию, но у него нет выбора. В самом деле, что за абсурд: во вселенной существует огромное количество некого «вакуума», который «растягивает» ее изнутри?

В середине 90-х годов космологи решили, что знают все. Темная материя была известна с 1920 года, и самые уважаемые физики считали, что Вселенная состоит из комбинации обычной и темной материи. Поскольку гравитация притягивает, очевидно, материя должна стягивать Вселенную.

В то же время несколько команд ученых наблюдали за взрывами далеких сверхновых. Сверхновые (типа Ia, если быть точным) — на самом деле весьма полезные маяки во Вселенной, поскольку: а) они очень яркие, а значит, их можно заметить издалека; и б) зная наверняка, насколько они яркие, можно определить, как далеко они находятся. Мы можем измерить красное смещение сверхновых и определить, насколько расширилась вселенная с момента их взрыва. А комбинируя расширение вселенной и дистанцию, мы можем определить, как быстро вселенная замедляется.

Да только не получилось.

В 1998 году команда исследователей High-z Supernova Search объявила в рамках проекта Supernova Cosmology, что, судя по их наблюдениям, вселенная ускоряется. Последующие наблюдения подтвердили это, а виновника торжества окрестили «темной энергией». Как и «темная материя», название должно подчеркнуть то, что мы не имеем никакого понятия, чем это явление является на самом деле. И вовсе не потому, что оно черного цвета.

Темная материя, как вы должны были уже понять, это «загадочная субстанция» (ее всегда так называют), которая заставляет вселенную ускоряться. Это не так смешно, как кажется на первый взгляд. Вы знаете, что масса создает гравитационное поле, но общая теория относительности гласит, что любая форма энергии тоже так умеет. Еще более странным кажется то, что гравитация получает дополнительную мощь, если подключается давление. В нормальных условиях мы этого не замечаем, поскольку даже в центре солнца давление крошечное, по сравнению с плотностью энергии.

Темная энергия — странный случай. Суть в том, что ее давление отрицательное, а значит ее чистая гравитация отталкивает. Было бы упущением не отметить, что темная энергия ближе всего к тому, что мы понимаем под антигравитацией. Это не антигравитация, но мы можем так сказать.

По самым оптимистичным оценкам, на долю темной энергии приходится 70 % от всей энергии во вселенной. При такой плотности частицы темной энергии должны появляться перед нашими глазами постоянно. Но как ни странно, нет. Ни один детектор не может ее зафиксировать. Но это не означает, что мы никогда не видели ничего, похожего на темную энергию. Как в случае с червоточинами пространства-времени, может быть, мы просто неправильно ее идентифицируем.

Квантовая динамика — одна из самых успешных теорий, когда-либо созданных человеком. Она объединяет электромагнетизм и квантовую механику и предсказывает все, начиная от детальной структуры атома до магнитного напряжения электрона с фантастической точностью. Также у нее есть плохая репутация производить массу бесконечностей в вычислениях. Это плохо, но ученые решили этот вопрос путем вычитания одной бесконечности из другой. Да, это хитрость. Да, это стыдно. Но это работает.

Одна из бесконечностей, которые вытекают из этой теории, связана с частицами и античастицами, которые постоянно рождаются из вакуума. Есть две хороших новостей и одна отвратительная по поводу «энергии вакуума» этих временных частиц. Первая клевая вещь — у нее есть отрицательное давление, которое необходимо, чтобы быть темной энергией. Вторая — это не выдумка. Мы можем наблюдать эффект Казимира в лаборатории. Две металлические пластины в вакууме будут притягиваться, поскольку за пределами пластин больше вакуумных флуктуаций, чем между ними.

Плохая новость заключается в том, что любая оценка энергии вакуума дает плотность энергии в 10^100 раз больше, чем плотность, которая вытекает из измерений ускорения сверхновых (даже если немного округлить «бесконечность»). Это огромная проблема. Это одна из самых больших проблем в физике.

Можно предположить, что вселенная не ускоряется вообще. Пусть самые далекие сверхновые отличаются от тех, что находятся рядом с нами, и этот странный эффект заставляет нас думать, что вселенная ускоряется. Физики думали об этом, но наличие сверхновых не единственное доказательство, чтобы стать верующим.

Выдумали ли физики темную энергию?

Одним из лучших доказательств того, что мы имеем, является измерение космического микроволнового фона. Это излучение Вселенной, когда ей было всего 380 000 лет. Мы можем наблюдать столкновения горячего и холодного тех времен так, словно наблюдаем за волнами на воде. Поскольку свет этого излучения путешествовал на протяжении всей истории вселенной, прежде чем попасть в наши телескопы, мы можем использовать эту информацию, чтобы восстановить форму вселенной с невероятной точностью. Она «плоская», кстати. Что это дает нам? То, что мы видим, что обычная и темная материи вкупе дают только 30 % энергии, которая необходима, чтобы сделать нашу вселенную «плоской», остальное должно приходиться на долю той самой темной энергии. Но и это еще не все. От распределения галактик и гравитационного линзирования до количества далеких кластеров галактик, каждый пункт доказательства говорит в пользу существования темной энергии.

Если вы хотите избавиться от темной энергии, вам нужно избавиться от относительности. Вы можете попробовать, но гораздо проще будет выяснить, что такое темная энергия.

Проблема в том, что физики честно не знают объяснения. Одним может быть то, что эйнштейновская «космологическая постоянная» была верна с самого начала, и просто-напросто связана куда сложнее с нашей теорией гравитации. Другое — темная энергия жидкая, и ее давление меняется от места к месту и время от времени. До сих пор нет никаких доказательств ни одному, ни другому объяснению.

Но если энергия вакуума так велика, почему темная энергия так мала? Этого тоже никто не знает. Есть предположения, что это просто антропный принцип в действии. Возможно, во всех вселенных есть больше или меньше темной энергии, но те, в которых больше ее, ускорились так быстро, что ни звезды, ни другие сложные структуры не успели сформироваться.

Попробуем сформулировать вопрос по-другому. Может быть ускорение вселенной быть реальным, но так, чтобы ее растягивало снаружи? Проблема в том, что у вселенной нет никакого снаружи. Куда бы вы ни пошли, везде вы найдете себя. Представьте себе, что наша вселенная — тесто для пиццы, и кто-то пытается раскатать его. Что произойдет? Края будут удаляться от нас с ускорением, но грибочки рядом будут держаться более-менее вместе. Это потому, что у гравитации есть локальная кривизна в пространстве-времени, и что-то — назовем это темными энергетическими дрожжами — расталкивает все грибы. В общем, физики не знают, что это за дрожжи.

А вы зато знаете их маленький позорный секрет.

#чтиво | Темная энергия — вымысел?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

36 комментариев

  1. ...

    "чтобы восстановить форму вселенной с невероятной точностью. Она «плоская»" Сначала у них земля была плоской а теперь вселенная :D

    • stepan

      Что за чушь ,,научную,, пишет некий дилетант Илья Хиль ,по своему трактуя то,что по своему понимает?))

      • ...

        Зря вы так, это не он дурит а забугорный ресурс с которого слизана эта новость )). Исправьте если ошибаюсь.

    • баха

      Наша галактика на 3-х китах держится. И папирони с шампиньонами кушает как пицу
      ПС. Без обид

  2. Алекс

    спасибо
    интересная статья
    есть над чем поразмышлять в своб. время!

  3. stepan

    Это что?Стало модно так дурить мозги молодым любопытным?
    Не дискотека и даже не девайс какой-то , не iOS 7 обсуждаем г-н Хиль))

  4. alexsobol

    Мне кажется ученые с темной энергией сделали как двоечник на алгебре - под ответ подогнали числа.
    Так и они - не достает звена - придумали вещество с характеристиками которые им удобны и назвали это теорией

  5. баха

    Моё представление вселенной: Безграничный вакуум с безграничным кол-вом материи и энергии (галактики, звезды, планеты, живые существа и т.д.). То есть, если мы двинемся в каком либо направлении мы никогда не подкрадёмся сзади на то место откуда начали путь. Ибо искривление пространства и времени в моем понимании нет (никто ещё не доказал) как и кротовые норы. На счёт тёмных .Согласен, что надо проверить опытным путём эту теорию, но и другим теориям надо уделять достаточное время. Ведь мы можем определять магнитные волны, всякого рода излучения, материю. Мы можем определить и гравитацию (как энергию). Так почему мы не можем объяснить всё гравитацией, зачем нам нужна эта темная энергия? ведь гравитация не только притягивает, но и ускоряет объекты, как пример вояджер (или как его там). Из этого и получается, что надо лучше изучать гравитацию и делать над ним опыты.

    • ...

      +1 В силу ограниченности нашего собственного мышления которое формировалось, как основной механизм понимания окружающего нас мира, то есть Земли, мы пока что не способны осознать безграничность вселенной. И следственно нужно перестать описывать земными понятиями то что лежит за ее пределами и заняться повышением собственного морального, культурного, и духовного уровня!!! (ИМХО)

      • Ванёк

        А какими статьями и про что надо писать журналистам "Hi-tech-Мурзилка", чтобы поднять духовный уровень чтателя, баламут.
        Не уж-то хочешь предложить писать статьи из монументального учебника "ИСТОРИЯ ИСКУССТВ" в 4-х томах (4.860 стр.) ?
        Нет . . . Я не против , я даже ЗА . . !
        Но на это уйдёт 10 лет ! ! !

      • Kactus

        А моральный дух какими статейками поднимать будешь, журналист-экспериментатор. Не уж то 5 лет собрался о подвигах ВОВ пропаганду вести.

    • Кирилл

      Тебе, срань Господня, иногда лучше помолчать .
      Домыслы твои не представляют пищи для анализа . . .

      • ...

        Зачем вы ведете диалог в такой оскорбительной форме?? По моему здесь не было брошено ни одного камня в ваш огород что б хоть как спровоцировать столь резкое обращение! Или же это следствие неудовлетворенности ваших не реализованных амбиций?? Вы скажите сразу и мы постараемся максимально обходить вас стороной. С уважением и без малейших злых помыслов.

        • Кирилл

          Научись читать между строк, болтун, и вразумей ...
          Тогда поймёшь, почему такая форма диалога .
          А лучше обходи, если скромен и воспитан . . ?

        • Егор-Королёв

          Заморская какашка БАХА меня причислил к шайке идиотов,
          поэтому я буду для него ПУЧКОМ ИГОЛОК кактуса в заднице !
          Пусть, дерьмо Творца за словами следит ...

        • DIMON

          Этот придурок БАХА "подстилается" под ОПУЩЕННОГО лекаря АНАЛ -ТЕТ-NIK, который весь ресурс гадостями обосрал, поэтому его тоже чморят.
          А ты, точкообразный мозг, лучше в эти игры не ввязывайся ...

        • Аноним

          Ты хоть теперь понимаешь о чем я... Да, ты типа интеллигентный, умный, сдержанный - можешь им больше не писать... А они продолжают обсырать весь ресурс. Ведь меня здесь даже не было, но это ведь не мешает им крутить свою любимую пластинку.

        • кирилл

          А что ты, сетевая шлюха АНАЛ-ТЕТ-NIK, можешь нового провизжать, как безмозглая свинья ?
          Толь вот ЭТО :
          Бла-бла-бло ОЧКО и ТРАХ ...
          Бла-бла-блос ОТСОС и АХ ... !
          Это интеллект ОПУЩННОГО лекаря ! ! !

        • ...

          Да, вы правы, лучше держатся в стороне и не вмешиваться в ваши взаимоотношения друг с другом. Но все таки немного толерантности не помешает.:)

        • кирилл

          Это ты, точка-подобный, сетевой проститутке АНАЛ-ТЕТ-NIK попробуй вдолбить. Этот ОПУЩЕННЫЙ педрило срёт на каждой странице руссурса, и считает это педагогическим экспериментом . . .
          Иногда смотри, что пишет безмозглая свинья лингвистики АНАЛ-ТЕТ-NIK .

        • Стас.к.

          Под такие высеры безмозглой свиньи только БАХА пританцовывает, поэтому его я назвал - срань Господня !
          Но он, по-видимому, такой же придурок, раз тащится под эту песню :
          Бла-бла ... ОЧКО и ТРАХ ...
          Бла-бла-бла ... ОСОС и АХ ..!
          P.S.
          Так что БАХА - дерьмо Творца, пока не поумнеет ... ?

    • 13571

      Мы двигаемся и в то же время не двигаемся.Так как нет грань вселенной.Темная энергия (материя) везде.

  6. tngri

    Ваша темная энергия эта параллельная плоскость бытия. То что она занимает более 90% материи или энергии говорит о том, что и информации она содержит в себе гораздо больше . Она содержит информация про прошлое, будущее (судьба, пути развития, банк новых достижений и скачков развития), не только нас но и всей вселенной, все эти потусторонние миры, депозитарий душ, астрал ад, рай, ну и самого Бога. Если творец "непостижим" для простого разума, то и информации он должен занимать на целую вселенную больше. Отсюда вот такая загадочность, неуловимость но в тоже время гигантский размер который невозможно не заметить. Большоц взрыв это взрыв и рождение обычной энергии, но это не значит рождение темной энергии, которая вполне возможно была до нее и в ней родилось оно. Ну это так, теория.

    • Ванёк

      Тебя , лопушка, за нос водят все эти глупые статьи, переведённые дилетантами "Hi-Tech.Мурзилка".
      У русских учёных своя теория на этот счёт :
      Вселенная кипит уже триллионы лет (а не миллиарды), а локальные взрывы - это и есть пузырьки кипящего бульёна.
      И эта версия больше может объяснить природу вселенной . . .
      Не слушай ты заморских физиков-прохвостов .

    • Archer

      Как все просто ))) и ад, и мир, и рай, смешал все в кучу.
      Темная энергия и темная матерая это проявление эфира - элементарного вещества из которого состоит вся материя.
      Все знают про гравитацию. Но мало кто может объяснить каким образом (каков механизм) одно тело бесконтактно воздействует на другое. Что является переносчиком этого взаимодействия? Тела его воспринимают, мы с вами его ощущаем, а физическая наука его не видит ))).

      • Alex_1009

        Вот-вот необхадима среда через которую будет переносится взаимодействие. И с инерцией также, но "официальная наука" не даёт объяснение механизму этого "свойства".

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.