Różnica między ciemną materią a ciemną energią

Różnica między ciemną materią a ciemną energią

Nasz wszechświat rozszerza się bardziej niż kiedykolwiek, odkąd powstał z Wielkiego Wybuchu 14 miliardów lat temu. Wcześniej naukowcy sądzili, że zwolni to tylko z powodu przyciągania grawitacyjnego, które przyciąga całą materię do wnętrza. Ale obserwacje Kosmicznego Teleskopu Hubble'a dowodzą, że Wszechświat faktycznie rozszerza się, a nie zwalnia. Nie może się to zdarzyć bez obecności innej formy energii przewyższającej siłę grawitacji, chociaż nikt nie wie, co to jest. Ta niezrozumiała energia, która odpycha materię na zewnątrz, nazywa się Ciemną energią. Widoczna materia, w tym Ziemia, gwiazdy i miliardy galaktyk, zbudowane z cząstek subatomowych skupionych w atomach, stanowią zaledwie 4% masy wszechświata. Nie znamy zawartości drugiej masy, z wyjątkiem tego, że 22% to niewidzialna substancja zwana Ciemną Materią, a 74% to wciąż dominująca Ciemna energia. Chociaż oba można zmierzyć, obliczając ich wpływ na wykrywalną materię wszechświata, nie wiadomo, czy te dwa są jednym i tym samym.

Ciemna energia

Ciemna energia jest wszechobecna, a jej działanie wzrasta wraz z puchnięciem kosmosu. Jego istnienie umożliwia światłu pozyskanie energii z promieniowania resztkowego, jeśli przemieszcza się ono przez duże masy i jest odpowiedzialne za kosmiczne mikrofale. Kiedy grawitacja staje się słabsza z powodu rozszerzenia przestrzeni, ciemna energia zacznie dominować. Zakłada się, że to ta ciemna energia jest odpowiedzialna za ekspansję wszechświata. Ciemna energia, znana również jako stała kosmologiczna oraz kwintesencja, przyspiesza proces ekspansji, stając się siłą antygrawitacyjną. Według Alberta Einsteina pusta przestrzeń rzadko jest próżnią i ma swoją stałą energię, aby zmuszać wszechświat do rozszerzania się coraz szybciej.

(Symulacja ciemnej materii we wszechświecie w 2009 r.)

W przeciwieństwie do obserwacji Einsteina ewoluowały nowe teorie wyjaśniające ciemną energię jako nową formę dynamicznego płynu energetycznego, który wypełnia przestrzeń, która działa przeciwko materii i normalnej energii. Niektórzy badacze uważają fluktuacje kwantowe za prawdziwe źródło siły odpychającej przyspieszającej ekspansję kosmiczną. Jednak wszyscy zgadzają się, że ciemna energia, która jest równomierna w całej przestrzeni, stoi za szybszym tempem rozszerzającego się kosmosu, chociaż jej gęstość jest niska (6,91 × 10–27 kg / m3) w porównaniu do gęstości zwykłej materii lub ciemna materia galaktyk. Mimo tych wszystkich obserwacji sceptycy podkreślają, że jest to jedynie złudzenie spowodowane względnym ruchem Ziemi z resztą kosmosu. Cokolwiek to jest, Ciemna energia jest największą naukową tajemnicą naszych czasów.

Ciemna materia

Ciemna materia to nie świecące cząsteczki materii, które wywierają wpływ grawitacyjny na widzialną materię galaktyk i gromady galaktyk. Jest ciemna, niewidoczna i pokrywa większość kosmicznej materii. Naukowcy nie mogli go obserwować bezpośrednio, ponieważ nie można go dzisiaj wykryć za pomocą tego, co mają jako instrumenty. Ale jego obecność jest jednoznacznie potwierdzona przez efekty grawitacyjne. To właśnie grawitacja ciemnej materii łączy wszechświat razem, chroniąc go przed zawaleniem. Gdyby wszechświat zawierał tylko wykrywalną materię, galaktyki, które widzimy, wcale by się nie pojawiły. Leciałyby tylko osobno, nie mając wystarczającej ilości siły grawitacyjnej, aby utrzymać je blisko siebie. Na początku wszechświata dominująca Ciemna materia wzmacniała niskie fluktuacje tła Kosmicznej Mikrofali, aby stworzyć obecny wszechświat.

Zgodnie z astrofizyką ciemna materia jest niewykrywalną, niebarytoniczną materią, która wywiera działanie grawitacyjne na gwiazdy i galaktyki. Jest to hipotetyczna cząstka bez ładunku, bez spinu i nieznacznej masy złożonej z dynamiki kwantowej chromo. Są też szanse, że może powstać z egzotycznych cząstek, takich jak osi lub słabo oddziałujących masywnych cząstek, natychmiast po stworzeniu wszechświata. Warto zauważyć, że istnienie ciemnej materii odkryto przypadkowo podczas obserwacji zewnętrznych obszarów Drogi Mlecznej. Jeśli wysiłki naukowców zmierzające do rozpoznania ciemnej materii będą kontynuowane bez żadnego spełnienia w bliskiej odległości, taka nieprawdopodobność rodzi pytanie: co jeśli wszechświat się skończy, nagle?