1 rok temu

Czym jest ciemna energia i skąd wiemy, że istnieje?

light-in-the-real-cosmos

Wszyscy wiemy czym jest ciemna strona mocy, ale czy wiecie czym w kosmosie jest ciemna energia?

Z czego zbudowane jest świat wokół nas? Odpowiedz wydaje się prosta: protony, neutrony i elektrony tworzą materię, która składa się na wszystko, co znajduje się wokół ciebie. Nawet powietrze pełne jest różnego rodzajów cząsteczek, nie wspominając o drobnoustrojach i organizmach żywych.

Jednak nasz względnie stabilny, oparty na materii świat jest tak naprawdę anomalią – materia, która jest podstawą naszej rzeczywistości, stanowi jedynie około 5% całego wszechświata.

Czym więc wypełniona jest reszta? Czy materia nie znajduje się w pustce kosmicznej przestrzeni?

Bynajmniej – wszechświat jest pełen ciemnej materii – substancji, której tak naprawdę naukowcy nie są w stanie wykryć. Uznają jednak jej istnienie opierając się na niewytłumaczalnych jak na razie zjawiskach fizycznych np. rozszerzającego się wszechświata.

Naukowcy po raz pierwszy stwierdzili, że wszechświat rozszerza się w 1998 roku. Odkrycie było możliwe dzięki  pomocy Teleskopu Hubble’a. Ponadto stwierdzono, że ta ekspansja bynajmniej nie zwalnia, czego cztery podstawowe siły fizyczne nie były w stanie wyjaśnić.

Jeśli bralibyśmy pod uwagę zaangażowanie sił grawitacji w rozszerzanie się wszechświata, wtedy należy założyć, że proces ten zacznie w pewnym momencie zwalniać, a nawet być może spowoduje po jakimś czasie kurczenie się wszechświata. Tak się jednak nie dzieje, co więcej naukowcy stwierdzili, że z całą pewnością proces rozszerzania się kosmosu przyśpiesza. Fizycy stwierdzili więc, że w proces zaangażowana musi być jakaś inna sprawcza siła – tym sposobem zadebiutowało pojęcie ciemnej energii.

Za istnieniem ciemnej energii przemawia również matematyka – według wyliczeń znana masa całego wszechświata jest zdecydowanie za mała aby po Wielkim Wybuchu mogłyby ukształtować się galaktyki. W kosmosie musiało znajdować się więc coś jeszcze.

Ciemna energia to rodzaj siły odwrotnej do grawitacja, która zamiast przyciągać, odpycha wszystko od siebie. To „coś” stanowi prawie 70% całej energii we wszechświecie i tłumaczy gigantyczne przestrzenie pozornej nicości między galaktykami. Fizycy nie są wstanie stwierdzić niczego pewnego na temat natury tej energii, ponieważ jak do tej pory nie są w stanie jej wykryć.

Jedna z teorii, zaproponowana w 2004 roku, spekuluje, że niemożność wykrycia energii może być spowodowana tym, że cząsteczki „ukrywają” się, niczym kameleon, wtapiając się w otoczenie. Kameleon by pozostać niewidocznym zmienia kolor, a cząsteczki ciemnej energii masę by dopasować się do materii z otoczenia. To wyjaśniałoby dlaczego przez tyle lat rozwoju fizyki pozostawały one dla nas niewidoczne.

Im więcej będziemy wiedzieć na temat ciemnej energii tym łatwiej będzie nam zrozumieć przyszłość naszego wszechświata. Jeśli ciemna energia nadal będzie wywoływać odpychanie się galaktyk wszechświat będzie w dalszym ciągu się rozszerzał. Ostatnie pomiary lokalnego promieniowana elektromagnetycznego potwierdzają te założenia – suma energii wszechświata wynosi dzisiaj jedynie połowę tego co 2 miliardy lat temu i nadal słabnie.

W następstwe tego, gwiazdy – źródło światła i ciepła we wszechświecie będą dryfować coraz dalej od siebie, aż do osiągniecia poziomu totalnego zamrożenia – wszechświat ewoluuje do wielkiej ciemnej i zimnej pustki. Być może przed spełnieniem się tego scenariusza zrozumiemy nieco lepiej naturę ciemnej energii.