Астрономия и астрофизика 101: Темная энергия

Темная энергия — это название, данное еще неизвестному источнику энергии, который ускоряет расширение Вселенной.

Наш мир расширяется. Одна из величайших загадок современности астрономия заключается в том, что скорость расширения, по-видимому, ускоряется. Неизвестный источник энергии, вызвавший это расширение, — это то, что астрофизики называют темной энергией.

Энергия и масса тесно связаны друг с другом, что выражается известным уравнением E = mc2. Поэтому астрономы часто описывают состав Вселенной в терминах величины, называемой массой и плотностью энергии, а не только массой. Невероятно, но считается, что темная энергия составляет около 70% плотности массовой энергии всей Вселенной.

Изучая темную энергию, астрономы надеются лучше понять, что это такое и как она может повлиять на будущее Вселенной: будет ли Вселенная продолжать расширяться вечно. достигнет ли он стабильного состояния; Или если он изменит курс и войдет в «большой кризис».

Ранние наблюдения Хаббла помогли астрономам определить скорость Вселенной расширяется со временем. К их удивлению, данные показали, что Вселенная расширяется не с постоянной скоростью, а с ускорением. Многие ученые сейчас считают, что это открытие можно объяснить наличием темной энергии.

Темная энергия — это имя, данное неизвестному источнику энергии, который ускоряет расширение Вселенной. Авторы и права: ESA/Hubble, Визуализация Фрэнка Саммерса, Научный институт космического телескопа. Моделирование Мартина Уайта, Калифорнийского университета в Беркли, и Ларса Хернквиста, Гарвардский университет.

В 2016 году астрономы использовали Хаббл для Измерение расстояний звезды в девятнадцати галактиках с большей точностью, чем это было возможно ранее. Они обнаружили, что Вселенная в настоящее время расширяется быстрее, чем скорость, полученная из измерений Вселенной вскоре после[{» attribute=»»>Big Bang. Research is still ongoing, as this apparent inconsistency may be an important clue to understanding three of the Universe’s most elusive components: dark matter, dark energy and neutrinos. The team made this discovery by refining the measurement of how fast the Universe is expanding, a value called the Hubble constant, to unprecedented accuracy, reducing the uncertainty to only 2.4%. This is significant because before Hubble was launched in 1990, estimates of the Hubble constant varied by a factor of two. In the late 1990s, researchers refined the value of the Hubble constant to within 10%, accomplishing one of the telescope’s key goals. This latest research has reduced the uncertainty in the value of the Hubble constant to an unprecedented 1.9%.

Credit: Visualization by Frank Summers, Space Telescope Science Institute. Simulation by Martin White, UC Berkeley and Lars Hernquist, Harvard University

By analyzing the COSMOS survey – the largest ever survey undertaken with Hubble – an international team of scientists assembled one of the most important results in cosmology: a three-dimensional map that offers a first look at the web-like large-scale distribution of dark matter in the Universe. Tracing the growth of clustering in the dark matter in this way may also eventually shed light on dark energy.

In 2010 it was announced that an international team of astronomers had used gravitational lensing observations from Hubble to make an important step forward in the quest to solve the riddle of dark energy. Looking at the distorted images allows astronomers to reconstruct the path that light from distant galaxies takes on its long journey to Earth. It also lets them study the effect of dark energy on the geometry of space in the light path from distant objects to the lensing cluster and then from the cluster to us. As dark energy pushes the Universe to expand ever faster, the precise path that the light beams follow as they travel through space and are bent by the lens is subtly altered. This means that the distorted images from the lens encapsulate information about the underlying cosmology, as well as about the lens itself.

For another explanation of Dark Energy, see: What is Cosmic Acceleration and Dark Energy?