Дивлячись у темряву
Розширення нашого Всесвіту прискорюється. Це дивне явище називається темною енергією, і вперше його було помічено при обстеженнях віддалених вибухів наднової близько двадцяти років тому. З цього моменту багато незалежних доказів дійшли одного і того ж безсумнівного висновку: Всесвіт все швидше і швидше жирує.
І все-таки, що чорт викликає? Що є темна енергія? Різними ідеями є багато можливих причин. Можливо, це ілюзія, і наше розуміння тяжкості просто неправильне в цих величезних масштабах. Можливо, дещо таємниче поле пронизає весь космічний час, що рухає посиленням відстаней між галактиками по всьому Всесвіту.
На сьогодні найпростішим поясненням є те, що темна енергія - це просто там. Проста константа природи, яка фігурує в рівняннях загальної відносності, яка є основоположним принципом того, як ми розуміємо справи космологічні. Це не має пояснень і жодної причини. Як і будь-яка інша константа природи, це лише частина фундаментальної реальності.
Незважаючи на те, що це пояснення не задовольняє повністю, воно все ж пояснює всі наявні дані.
Торкніться енергії Квазара
А дані просто такі: схоже, сила темної енергії залишалася абсолютно постійною протягом усього космічного часу. Він присутній, не змінюючись і в часі, і в просторі.
Можливо.
Однією з найбільших проблем вивчення природи темної енергії є те, що ми не маємо повної картини історії розширення Всесвіту. Натомість у нас є те, що означає космологічні "підсилення" - ми можемо вивчити розширення порівняно недавно, використовуючи наднову типу 1а, і ми дуже точно знаємо стан Всесвіту, коли йому було лише 380 000 років через космічний мікрохвильовий фон.
Ми не маємо дуже чіткої картини того, що всесвіт займалася між ними, але останнім часом пара дослідників намагається змінити це, вивчаючи світло від далеких квазарів. Ці квазари - жахливо яскраві предмети, що живляться за рахунок гравітаційного стиснення матеріалу, оскільки він стискається, щоб вміститися всередині гігантських чорних дір. Квазари - на сьогоднішній день найпотужніші двигуни у Всесвіті, що робить їх відмінними кандидатами зазирнути вглиб космічної історії між букмендами.
Однак головним завданням є те, що ти ніколи не знаєш, наскільки далеко знаходиться даний квазар. Якщо один яскравіший за іншого, то перший ближче… чи просто яскравіший? Не маючи способу їх роз'єднати, ви не можете досягти міцної відстані, а це означає, що ви не можете виміряти розширення Всесвіту з моменту, коли квазар випромінював своє світло.
Однак дослідники застосували новий трюк, порівнявши два різних види світла, випромінюваних квазарами. Перший вид - це ультрафіолет, що виділяється з самого падаючого матеріалу. Другий - важче рентгенівське випромінювання, яке створюється від ультрафіолетового випромінювання, що підвищується до вищих енергій від ще більше навколишнього газу. Порівнюючи ці два джерела викидів, дослідники можуть виявити справжню яскравість кожного квазару і таким чином знати їх відстані.
Big Rip, Big Deal
І дослідники виявили, що за їх попередніми результатами темна енергія в минулому була слабшою. Це означає, що вона не є постійною - вона розвивається і змінюється і зміцнюється з часом. Якщо цей результат витриманий (і це великий якщо) тоді наше найпростіше пояснення темної енергії доведеться викинути у вікно на користь чогось більш складного. Що насправді гарна річ - мінлива темна енергія могла б дати нам підказки для дослідження нових областей фізики.
Але цей результат також малює більш похмуру картину майбутнього Всесвіту. Якщо темна енергія залишиться постійною, то зірки продовжують світитися десятки трильйонів років, оскільки галактики обережно відходять одне від одного. Але якщо темна енергія з часом посилюється, то її відштовхувальна сила стає непосильною, не лише розбиваючи галактики, але й розриваючи самі галактики.
І сонячні системи.
І планети.
І молекули.
Скільки часу буде потрібно, щоб розігратися цей сценарій "великого розриву"? Це залежить від того, наскільки швидко наростає темна енергія, але це може бути за кілька мільярдів років. Космологічно це не так довго.
Детальніше: «Космологічні обмеження з діаграми Хаббла квазарів на високих червоних змінах»
