Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Не следует путать с Темной жидкостью , Темным потоком или Темной материей .
Часть серии по
Физическая космология
Изображение полного неба, полученное по данным WMAP за девять лет
Ранняя вселенная
Фоны
Расширение  · Будущее
Компоненты  · Структура
Составные части
Структура
  • Форма вселенной
  • Реионизация  · Формирование структуры
  • Формирование галактики
  • Мультивселенная
  • Вселенная
  • Наблюдаемая Вселенная
  • Объем Хаббла
  • Крупномасштабная конструкция
  • Большая группа квазаров
  • Нить галактики
  • Сверхскопление
  • Скопление галактик
  • Группа галактик
  • Местная группа
  • Галактика
    • Ореол темной материи
  • Звездное скопление
  • Солнечная система
  • Планетная система
  • Пустота
Эксперименты
  • Бумеранг
  • Исследователь космического фона (COBE)
  • Обзор темной энергии
  • Евклид
  • Проект Illustris
  • Обсерватория Веры К. Рубин
  • Космическая обсерватория Планка
  • Слоан цифровой обзор неба (SDSS)
  • Обзор красного смещения галактики 2dF ("2dF")
  • ВселеннаяМашина
  • Микроволновый датчик анизотропии Wilkinson (WMAP)
  • Ученые
  • Ааронсон
  • Альфвен
  • Альфер
  • Бхарадвадж
  • Коперник
  • де Ситтер
  • Дике
  • Эддингтон
  • Элерс
  • Эйнштейн
  • Эллис
  • Фридман
  • Галилео
  • Гамов
  • Guth
  • Хаббл
  • Лемэтр
  • Linde
  • Mather
  • Ньютон
  • Penzias
  • Вбивать в голову
  • Шмидт
  • Шварцшильд
  • Гладкий
  • Старобинский
  • Steinhardt
  • Suntzeff
  • Сюняев
  • Толман
  • Уилсон
  • Зельдович
    • История темы
    • Открытие космического микроволнового фонового излучения
    • История теории большого взрыва
    • Религиозные интерпретации теории большого взрыва
    • Хронология космологических теорий
    • Категория Категория
    •  Астрономический портал
    • v
    • т
    • е

    В физической космологии и астрономии , темная энергия является неизвестной формой энергии , которая влияет на Вселенную на самых больших масштабах. Первые наблюдательные свидетельства его существования были получены в результате измерений сверхновых, которые показали, что Вселенная не расширяется с постоянной скоростью; скорее, расширение Вселенной является ускорение . [1] [2] Чтобы понять эволюцию Вселенной, необходимо знать ее начальные условия и состав. До этих наблюдений единственными известными формами материи-энергии были обычная материя , антивещество , темная материя., и радиация . Измерения космического микроволнового фона предполагают, что Вселенная началась в результате горячего Большого взрыва , которым общая теория относительности объясняет ее эволюцию и последующее крупномасштабное движение. Без введения новой формы энергии невозможно было объяснить, как можно измерить ускоряющуюся Вселенную. С 1990-х годов темная энергия была наиболее распространенной предпосылкой для ускоренного расширения. По состоянию на 2020 год существуют активные области космологических исследований, направленных на понимание фундаментальной природы темной энергии. [3]

    Если предположить, что космологическая модель лямбда-CDM верна, лучшие текущие измерения показывают, что темная энергия составляет 69% от общей энергии в современной наблюдаемой Вселенной . Масса – энергия темной материи и обычной (барионной) материи дает 26% и 5% соответственно, а другие компоненты, такие как нейтрино и фотоны, вносят очень небольшую долю. [4] [5] [6] [7] Плотность темной энергии очень низкая (~ 7 × 10 -30  г / см 3), намного меньше, чем плотность обычной материи или темной материи внутри галактик. Однако он доминирует над массой-энергией Вселенной, потому что он однороден в пространстве. [8] [9] [10]

    Две предлагаемых форм темной энергии являются космологическими , [11] [12] , представляющая постоянную заполнения пространства плотности энергии до гомогенизации и скалярных полей , таких как квинтэссенция или модулей , динамические величины , имеющей плотность энергии , которые могут изменяться во время и пространстве. Вклады скалярных полей, постоянных в пространстве, обычно также включаются в космологическую постоянную. Космологическая постоянная может быть сформулирована как эквивалент нулевого излучения пространства, то есть энергии вакуума . [13] Скалярные поля, которые изменяются в пространстве, может быть трудно отличить от космологической постоянной, потому что изменение может быть чрезвычайно медленным.

    Из-за игрушечной модельной природы конкордансной космологии некоторые эксперты полагают [14], что более точная общая релятивистская трактовка структур, существующих во всех масштабах [15] в реальной Вселенной, может избавить от необходимости задействовать темную энергию. Неоднородные космологии , которые пытаются объяснить обратную реакцию формирования структуры на метрике , обычно не признают какой-либо вклад темной энергии в плотность энергии Вселенной.

    История открытия и предыдущие предположения [ править ]

    Космологическая постоянная Эйнштейна [ править ]

    « Космологический » является постоянным термин , который может быть добавлен в поле уравнения Эйнштейна в ОТО . Если рассматривать его как «исходный член» в уравнении поля, его можно рассматривать как эквивалент массы пустого пространства (который концептуально может быть как положительным, так и отрицательным) или « энергии вакуума ».

    Космологическая постоянная была впервые предложена Эйнштейном в качестве механизма для получения решения уравнения гравитационного поля , которое привело бы к статической Вселенной, эффективно используя темную энергию для уравновешивания гравитации. [16] Эйнштейн дал космологической постоянной символ Λ (заглавная лямбда). Эйнштейн заявил, что космологическая постоянная требует, чтобы «пустое пространство играло роль гравитирующих отрицательных масс, которые распределены по всему межзвездному пространству». [17] [18]

    Этот механизм был примером тонкой настройки , и позже стало понятно, что статическая Вселенная Эйнштейна не будет стабильной: локальные неоднородности в конечном итоге приведут либо к безудержному расширению, либо к сжатию Вселенной. Равновесие неустойчиво: если Вселенная слегка расширяется, затем высвобождает энергию вакуума расширения, что приводит к еще большую экспансию. Точно так же вселенная, которая слегка сжимается, будет продолжать сжиматься. Подобные возмущения неизбежны из-за неравномерного распределения материи во Вселенной. Кроме того, наблюдения Эдвина Хабблав 1929 году показал, что Вселенная расширяется, а вовсе не статична. По сообщениям, Эйнштейн назвал свою неспособность предсказать идею динамической Вселенной в отличие от статической Вселенной своей величайшей ошибкой. [19]

    Инфляционная темная энергия [ править ]

    Алан Гут и Алексей Старобинский в 1980 году предположили, что поле отрицательного давления, по концепции схожее с темной энергией, могло вызвать космическую инфляцию в очень ранней Вселенной. Инфляция предполагает, что некоторая сила отталкивания, качественно подобная темной энергии, привела к огромному экспоненциальному расширению Вселенной вскоре после Большого взрыва.. Такое расширение является важной чертой большинства современных моделей Большого взрыва. Однако инфляция должна была произойти при гораздо более высокой плотности энергии, чем темная энергия, которую мы наблюдаем сегодня, и считается, что она полностью прекратилась, когда Вселенная была всего на долю секунды. Неясно, какая связь существует между темной энергией и инфляцией, если таковая существует. Даже после того, как были приняты инфляционные модели, считалось, что космологическая постоянная не имеет отношения к текущей Вселенной.

    Почти все модели инфляции предсказывают, что полная (материя + энергия) плотность Вселенной должна быть очень близка к критической плотности . В течение 1980-х годов большинство космологических исследований было сосредоточено на моделях с критической плотностью только в материи, обычно 95% холодной темной материи (CDM) и 5% обычной материи (барионы). Было обнаружено, что эти модели успешно формируют реалистичные галактики и скопления, но в конце 1980-х годов возникли некоторые проблемы: в частности, для модели требовалось значение постоянной Хаббла ниже, чем предпочитают наблюдения, а модель недооценивала наблюдения больших -масштабная кластеризация галактик. Эти трудности стали сильнее после открытия анизотропии в космическом микроволновом фонес помощью космического корабля COBE в 1992 году, и несколько модифицированных моделей CDM активно изучались в середине 1990-х годов: они включали модель Lambda-CDM и модель смешанной холодной и горячей темной материи. Первое прямое доказательство существования темной энергии пришло из наблюдений сверхновых в 1998 годе ускоренного расширения в Риссе и др. [20] и в Perlmutter et al. , [21] и модель Lambda-CDM стала ведущей моделью. Вскоре после этого темная энергия была подтверждена независимыми наблюдениями: в 2000 году эксперименты с космическим микроволновым фоном (CMB) BOOMERanG и Maxima наблюдали первый акустический пик.в CMB, показывая, что полная (материя + энергия) плотность близка к 100% критической плотности. Затем, в 2001 году, обзор красного смещения галактик 2dF дал убедительные доказательства того, что плотность вещества составляет около 30% от критической. Большая разница между этими двумя поддерживает плавный компонент темной энергии, составляющий разницу. Более точные измерения WMAP в 2003–2010 годах продолжали поддерживать стандартную модель и давать более точные измерения ключевых параметров.

    Термин «темная энергия», перекликающийся с «темной материей» Фрица Цвикки из 1930-х годов, был введен Майклом Тернером в 1998 году [22].

    Изменение расширения с течением времени [ править ]

    Диаграмма, показывающая ускоренное расширение Вселенной из-за темной энергии.

    Чтобы понять, как скорость расширения изменяется во времени и пространстве, необходимы высокоточные измерения расширения Вселенной . В общей теории относительности эволюция скорости расширения оценивается по кривизне Вселенной и космологическому уравнению состояния (соотношение между температурой, давлением и объединенной материей, энергией и плотностью энергии вакуума для любой области пространства). Измерение уравнения состояния темной энергии сегодня является одним из крупнейших направлений наблюдательной космологии. Добавление космологической постоянной к стандартной космологической метрике FLRW приводит к модели лямбда-CDM, которую называют « стандартной моделью космологии»."из-за его точного согласия с наблюдениями.

    По состоянию на 2013 год модель Lambda-CDM согласуется с рядом все более строгих космологических наблюдений, включая космический корабль Planck и Обзор наследия сверхновых звезд. Первые результаты SNLS показывают, что среднее поведение (т.е. уравнение состояния) темной энергии ведет себя как космологическая постоянная Эйнштейна с точностью до 10%. [23] Недавние результаты, полученные командой космического телескопа Хаббл Higher-Z, показывают, что темная энергия присутствует по крайней мере 9 миллиардов лет и в течение периода, предшествующего космическому ускорению.

    Природа [ править ]

    Природа темной энергии более гипотетична, чем природа темной материи, и многое о ней остается предметом спекуляций. [24] Темная энергия считается очень однородной и не очень плотной , и, как известно, она не взаимодействует через какие-либо фундаментальные силы, кроме гравитации . Поскольку он довольно разреженный и немассивный - примерно 10 -27 кг / м 3 - его вряд ли можно будет обнаружить в лабораторных экспериментах. Причина, по которой темная энергия может оказывать такое сильное влияние на Вселенную, составляя 68% универсальной плотности, несмотря на то, что она настолько разбавлена, заключается в том, что она равномерно заполняет пустое пространство.

    Независимо от фактического характера, темная энергии необходимо будет иметь сильное отрицательное давление (отталкивающее действие), как радиационное давление в метаматериалах , [25] , чтобы объяснить наблюдаемое ускорение в расширении Вселенной . Согласно общей теории относительности, давление внутри вещества способствует его гравитационному притяжению к другим объектам, так же как и его плотность массы. Это происходит потому, что физическая величина, которая заставляет материю создавать гравитационные эффекты, - это тензор энергии-импульса , который содержит как плотность энергии (или материи) вещества, так и его давление и вязкость [ сомнительно - обсудить] . В метрике Фридмана – Лемэтра – Робертсона – Уокера можно показать, что сильное постоянное отрицательное давление во всей Вселенной вызывает ускорение расширения, если Вселенная уже расширяется, или замедление сжатия, если Вселенная уже сжимается. Этот эффект ускоренного расширения иногда называют «гравитационным отталкиванием».

    Техническое определение [ править ]

    Смотрите также: уравнения Фридмана

    В стандартной космологии есть три компонента Вселенной: материя, излучение и темная энергия. Материя - это все, чья плотность энергии масштабируется с обратным кубом масштабного коэффициента, т. Е. Ρ  ∝  a −3 , а излучение - это все, что масштабируется до обратной четвертой степени масштабного коэффициента ( ρ  ∝  a −4 ). Это можно понять интуитивно: для обычной частицы в кубическом ящике удвоение длины края ящика снижает плотность (и, следовательно, плотность энергии) в восемь раз (2 3 ). Для излучения уменьшение плотности энергии больше, потому что увеличение пространственного расстояния также вызывает красное смещение. [26]

    Последний компонент, темная энергия, является внутренним свойством пространства и поэтому имеет постоянную плотность энергии независимо от рассматриваемого объема ( ρ  ∝  a 0 ). Таким образом, в отличие от обычной материи, она не растворяется при расширении пространства.

    Доказательства существования [ править ]

    Доказательства темной энергии косвенные, но исходят из трех независимых источников:

    • Измерения расстояний и их связь с красным смещением, которые предполагают, что Вселенная расширилась больше за последнюю половину своей жизни. [27]
    • Теоретическая потребность в типе дополнительной энергии, не являющейся материей или темной материей, для формирования плоской Вселенной (отсутствие какой-либо обнаруживаемой глобальной кривизны).
    • Меры крупномасштабных волновых структур плотности массы во Вселенной.

    Сверхновые [ править ]

    Сверхновая типа Ia (яркое пятно внизу слева) рядом с галактикой

    В 1998 году High-Z Supernova Search Team [20] опубликованы наблюдения типа Ia ( "один-А") сверхновых . В 1999 г. в рамках проекта «Космология сверхновых» [21] было высказано предположение, что расширение Вселенной ускоряется . [28] Нобелевская премия по физике 2011 г. была присуждена Саулу Перлмуттеру , Брайану П. Шмидту и Адаму Г. Риссу за их лидерство в открытии. [29] [30]

    С тех пор эти наблюдения были подтверждены несколькими независимыми источниками. Измерения космического микроволнового фона , гравитационного линзирования и крупномасштабной структуры космоса , а также улучшенные измерения сверхновых были согласованы с моделью Lambda-CDM. [31] Некоторые люди утверждают, что единственными указаниями на существование темной энергии являются измерения расстояний и связанных с ними красных смещений. Анизотропия космического микроволнового фона и барионные акустические колебания служат только для демонстрации того, что расстояния до данного красного смещения больше, чем можно было бы ожидать от «пыльной» Вселенной Фридмана – Леметра и локальной измеренной постоянной Хаббла. [32]

    Сверхновые полезны для космологии, потому что они являются отличными стандартными свечами для космологических расстояний. Они позволяют исследователям измерить историю расширения Вселенной, глядя на взаимосвязь между расстоянием до объекта и его красным смещением , которое показывает, насколько быстро он удаляется от нас. В соответствии с законом Хаббла зависимость примерно линейна . Красное смещение относительно легко измерить, но определить расстояние до объекта сложнее. Обычно астрономы используют стандартные свечи: объекты, для которых известна внутренняя яркость или абсолютная величина . Это позволяет измерить расстояние до объекта по его фактической наблюдаемой яркости или видимой величине.. Сверхновые типа Ia - самые известные стандартные свечи на космологических расстояниях из-за их экстремальной и постоянной светимости .

    Недавние наблюдения сверхновых согласуются с тем, что Вселенная состоит на 71,3% из темной энергии и 27,4% из комбинации темной материи и барионной материи . [33]

    Космический микроволновый фон [ править ]

    Расчетное разделение общей энергии Вселенной на материю, темную материю и темную энергию на основе пятилетних данных WMAP. [34]

    Существование темной энергии в любой форме необходимо для согласования измеренной геометрии пространства с общим количеством материи во Вселенной. Измерения анизотропии космического микроволнового фона (CMB) показывают, что Вселенная близка к плоской . Чтобы форма Вселенной была плоской, плотность массы-энергии Вселенной должна быть равна критической плотности . Общее количество вещества во Вселенной (включая барионы и темную материю ), измеренное по спектру реликтового излучения, составляет лишь около 30% критической плотности. Это подразумевает наличие дополнительной формы энергии, которая составляет оставшиеся 70%. [31]Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) космического аппарата семь лет анализ оценивал вселенную, состоящую из 72,8% энергии темной, 22,7% темной материи, и 4,5% обычного вещества. [6] Работа, выполненная в 2013 году на основе наблюдений реликтового излучения космическим аппаратом Planck, дала более точную оценку 68,3% темной энергии, 26,8% темной материи и 4,9% обычной материи. [35]

    Крупномасштабная структура [ править ]

    Теория крупномасштабной структуры , которая регулирует формирование структур во Вселенной ( звезд , квазаров , галактик и групп галактик и скоплений ), также свидетельствует о том , что плотность материи во Вселенной составляет только 30% от критической плотности.

    Обзор галактик WiggleZ 2011 года, охватывающий более 200 000 галактик, предоставил дополнительные доказательства существования темной энергии, хотя точная физика, лежащая в основе этого явления, остается неизвестной. [36] [37] Обзор WiggleZ, проведенный Австралийской астрономической обсерваторией, сканировал галактики, чтобы определить их красное смещение. Затем, используя тот факт, что барионные акустические колебания регулярно оставляют пустоты диаметром ≈150 Мпк, окруженные галактиками, пустоты использовались как стандартные линейки для оценки расстояний до галактик до 2000 Мпк (красное смещение 0,6), что позволяло получить точные данные. оценка скорости галактик по их красному смещению и расстоянию. Данные подтвердили космическое ускорение.до половины возраста Вселенной (7 миллиардов лет) и ограничить ее неоднородность до 1 части из 10. [37] Это является подтверждением космического ускорения, независимого от сверхновых.

    Поздний интегрированный эффект Сакса – Вульфа [ править ]

    Ускоренное космическое расширение приводит к сглаживанию гравитационных потенциальных ям и холмов по мере прохождения фотонов через них, создавая холодные и горячие точки на реликтовом излучении, совмещенных с огромными суперпустыми и сверхскоплениями. Этот так называемый интегрированный эффект Сакса – Вульфа позднего времени (ISW) является прямым сигналом темной энергии в плоской Вселенной. [38] В 2008 году Ho et al. [39] и Giannantonio et al. [40]

    Данные наблюдений за постоянной Хаббла [ править ]

    Новый подход к проверке свидетельств темной энергии с помощью данных наблюдений за постоянной Хаббла (OHD) в последние годы привлек значительное внимание. [41] [42] [43] [44] Постоянная Хаббла H ( z ) измеряется как функция космологического красного смещения . OHD непосредственно отслеживает историю расширения Вселенной, принимая пассивно эволюционирующие галактики ранних типов как «космические хронометры». [45] С этого момента этот подход обеспечивает стандартные часы во Вселенной. Суть этой идеи - измерение возрастной эволюции как функции красного смещения этих космических хронометров. Таким образом, он дает прямую оценку параметра Хаббла.

    Опора на дифференциальную величину, Δ z/Δ t, может минимизировать многие общие проблемы и систематические эффекты; и как прямое измерение параметра Хаббла вместо его интеграла, как сверхновые и барионные акустические колебания (BAO), оно дает больше информации и является привлекательным для вычислений. По этим причинам он широко использовался для изучения ускоренного космического расширения и изучения свойств темной энергии.

    Прямое наблюдение [ править ]

    Попытка непосредственно наблюдать темную энергию в лаборатории не смогла обнаружить новую силу. [46]

    Теории темной энергии [ править ]

    Статус темной энергии как гипотетической силы с неизвестными свойствами делает ее очень активной целью исследований. Проблема решается с самых разных сторон, таких как изменение преобладающей теории гравитации (общая теория относительности), попытки определить свойства темной энергии и поиск альтернативных способов объяснения данных наблюдений.

    Уравнение состояния темной энергии для 4-х общих моделей от Redshift. [47]
    A: модель CPL,
    B: модель Jassal,
    C: модель Барбозы и Альканиза,
    D: модель Веттериха

    Космологическая постоянная [ править ]

    Основная статья: Космологическая постоянная
    Дополнительная информация: Уравнение состояния (космология)
    Расчетное распределение материи и энергии во Вселенной [48]

    Самое простое объяснение темной энергии состоит в том, что это внутренняя, фундаментальная энергия пространства. Это космологическая постоянная, обычно обозначаемая греческой буквой Λ («Лямбда», отсюда « Лямбда-CDM-модель» ). Поскольку энергия и масса связаны согласно уравнению E = mc 2 , общая теория относительности Эйнштейна предсказывает, что эта энергия будет иметь гравитационный эффект. Иногда ее называют энергией вакуума, потому что это плотность энергии пустого вакуума .

    Космологическая постоянная имеет отрицательное давление, равное ее плотности энергии и противоположное ее плотности, что приводит к ускорению расширения Вселенной . Причину, по которой космологическая постоянная имеет отрицательное давление, можно увидеть из классической термодинамики. В общем, энергия должна теряться изнутри контейнера (контейнер должен воздействовать на окружающую среду), чтобы объем увеличился. В частности, изменение объема dV требует выполнения работы, равной изменению энергии - P dV , где P - давление. Но количество энергии в контейнере, полном вакуума, фактически увеличивается с увеличением объема, потому что энергия равна ρV , где ρ- плотность энергии космологической постоянной. Следовательно, P отрицательно и фактически P  = - ρ .

    У космологической постоянной есть два основных преимущества. Во-первых, это просто. Фактически Эйнштейн ввел этот термин в свою первоначальную формулировку общей теории относительности, например, чтобы получить статическую Вселенную. Хотя позже он отказался от этого термина после того, как Хаббл обнаружил, что Вселенная расширяется, ненулевая космологическая постоянная может действовать как темная энергия, не изменяя иначе уравнения поля Эйнштейна. Другое преимущество состоит в том, что существует естественное объяснение его происхождения. Большинство квантовых теорий поля предсказывают флуктуации вакуума , которые дадут вакууму такую ​​энергию. Это связано с эффектом Казимира., в котором есть небольшое всасывание в области, где геометрически препятствует образованию виртуальных частиц (например, между пластинами с крошечным разделением).

    Основная нерешенная проблема заключается в том, что те же квантовые теории поля предсказывают огромную космологическую постоянную , превышающую более чем на 100 порядков . [12] Это должно быть почти, но не точно, отменено таким же большим членом противоположного знака. Некоторые суперсимметричные теории требуют, чтобы космологическая постоянная была точно равна нулю [49], что не помогает, потому что суперсимметрия должна быть нарушена. Также неизвестно, существует ли в теории струн метастабильное вакуумное состояние с положительной космологической постоянной. [50]

    Тем не менее космологическая постоянная - наиболее экономичное решение проблемы космического ускорения . Таким образом, текущая стандартная модель космологии, модель Lambda-CDM, включает космологическую постоянную в качестве важной характеристики.

    Квинтэссенция [ править ]

    Основная статья: Квинтэссенция (физика)

    В моделях квинтэссенции темной энергии наблюдаемое ускорение масштабного фактора вызвано потенциальной энергией динамического поля , называемого полем квинтэссенции. Квинтэссенция отличается от космологической постоянной тем, что может изменяться в пространстве и времени. Чтобы он не сгустился и не образовывал структуру, подобную материи, поле должно быть очень легким, чтобы иметь большую комптоновскую длину волны .

    Никаких свидетельств квинтэссенции пока нет, но не исключено и это. Обычно он предсказывает немного более медленное ускорение расширения Вселенной, чем космологическая постоянная. Некоторые ученые думают, что лучшее свидетельство квинтэссенции может быть получено из нарушений принципа эквивалентности Эйнштейна и вариации фундаментальных констант в пространстве или времени. [51] Скалярные поля предсказываются Стандартной моделью физики элементарных частиц и теории струн , но возникает проблема, аналогичная проблеме космологической постоянной (или проблеме построения моделей космологической инфляции ): перенормировкаТеория предсказывает, что скалярные поля должны приобретать большие массы.

    Проблема совпадений спрашивает, почему ускорение Вселенной началось именно тогда. Если бы ускорение во Вселенной началось раньше, такие структуры, как галактики , никогда бы не успели сформироваться, а жизнь, по крайней мере, в том виде, в каком мы ее знаем, никогда бы не имела шанса на существование. Сторонники антропного принципа рассматривают это как поддержку своих аргументов. Однако многие модели квинтэссенции имеют так называемое «отслеживающее» поведение, которое решает эту проблему. В этих моделях поле квинтэссенции имеет плотность, которая точно отслеживает (но меньше) плотность излучения до достижения равенства материи и излучения , которое запускает квинтэссенцию, которая начинает вести себя как темная энергия, в конечном итоге доминируя во Вселенной. Это, естественно, устанавливает низкийэнергетическая шкала темной энергии. [52] [53]

    В 2004 году, когда ученые сопоставили эволюцию темной энергии с космологическими данными, они обнаружили, что уравнение состояния, возможно, пересекло границу космологической постоянной (w = -1) сверху вниз. Доказана запретная теорема, которая дает этому сценарию как минимум две степени свободы, необходимые для моделей темной энергии. Это так называемый сценарий Quintom .

    Некоторыми частными случаями квинтэссенции являются фантомная энергия , в которой плотность энергии квинтэссенции фактически увеличивается со временем, и k-эссенция (сокращение от кинетической квинтэссенции), которая имеет нестандартную форму кинетической энергии, такую ​​как отрицательная кинетическая энергия . [54] Они могут иметь необычные свойства: например, фантомная энергия может вызвать Большой разрыв .

    Взаимодействие темной энергии [ править ]

    Этот класс теорий пытается предложить всеобъемлющую теорию темной материи и темной энергии как единого явления, изменяющего законы гравитации в различных масштабах. Это может, например, рассматривать темную энергию и темную материю как разные грани одной и той же неизвестной субстанции [55] или постулировать, что холодная темная материя распадается на темную энергию. [56] Другой класс теорий, объединяющих темную материю и темную энергию, предлагается как ковариантные теории модифицированной гравитации. Эти теории изменяют динамику пространства-времени, так что модифицированная динамика связана с тем, что было приписано присутствию темной энергии и темной материи. [57]Темная энергия в принципе может взаимодействовать не только с остальной частью темного сектора, но и с обычной материей. Однако одной космологии недостаточно, чтобы эффективно ограничить силу связи между темной энергией и барионами, поэтому необходимо использовать другие косвенные методы или лабораторные исследования. [58]

    Модели переменной темной энергии [ править ]

    Плотность темной энергии могла меняться во времени на протяжении истории Вселенной. Современные данные наблюдений позволяют оценить нынешнюю плотность темной энергии. Используя барионные акустические колебания , можно исследовать влияние темной энергии на историю Вселенной и ограничивать параметры уравнения состояния темной энергии. С этой целью было предложено несколько моделей. Одна из самых популярных моделей - модель Шевалье – Полярского – Линдера (CPL). [59] [60] Некоторые другие общие модели: (Barboza & Alcaniz. 2008), [61] (Jassal et al. 2005), [62] (Wetterich. 2004), [63] (Oztas et al. 2018) . [64] [65]

    Наблюдательный скептицизм [ править ]

    Некоторые альтернативы темной энергии, такие как неоднородная космология , стремятся объяснить данные наблюдений более тонким использованием установленных теорий. В этом сценарии темная энергия фактически не существует, а является всего лишь артефактом измерения. Например, если мы находимся в более пустой, чем в среднем, области пространства, наблюдаемая скорость космического расширения может быть ошибочно принята за изменение во времени или за ускорение. [66] [67] [68] [69] Другой подход использует космологическое расширение принципа эквивалентностичтобы показать, как может казаться, что пространство расширяется быстрее в пустотах, окружающих наше локальное скопление. Будучи слабыми, такие эффекты, совокупно рассматриваемые в течение миллиардов лет, могут стать значительными, создавая иллюзию космического ускорения и создавая впечатление, будто мы живем в пузыре Хаббла . [70] [71] [72] Еще одна возможность состоит в том, что ускоренное расширение Вселенной является иллюзией, вызванной относительным движением нас по отношению к остальной Вселенной, [73] [74] или что использованные статистические методы были ошибочный. [75] [76]Также было высказано предположение, что анизотропия локальной Вселенной была искажена как темная энергия. Это утверждение было быстро опровергнуто другими, включая статью физиков Д. Рубина и Дж. Хайтлауфа. [77] Лабораторная попытка прямого обнаружения не смогла обнаружить никаких сил, связанных с темной энергией. [46]

    Исследование, опубликованное в 2020 году, поставило под сомнение обоснованность основного предположения о том, что светимость сверхновых типа Ia не зависит от возраста звездного населения, и предполагает, что темная энергия на самом деле может не существовать. Ведущий исследователь нового исследования Янг-Ук Ли из Университета Йонсей сказал: «Наш результат показывает, что темная энергия из космологии сверхновых , которая привела к Нобелевской премии по физике 2011 года , может быть артефактом хрупкого и ложного предположения». [78] [79] Несколько вопросов с этой работы были подняты другими космологов, в том числе Адам Рисс , [80] , который выиграл в 2011 году Нобелевскую премию за открытие темной энергии.

    Ускорение привода другого механизма [ править ]

    Измененная гравитация [ править ]

    Смотрите также: Массивная гравитация

    Доказательства темной энергии во многом зависят от общей теории относительности. Следовательно, возможно, что модификация общей теории относительности также устранит необходимость в темной энергии. Таких теорий очень много, и исследования продолжаются. [81] [82] Измерение скорости гравитации в первой гравитационной волне, измеренное негравитационными средствами ( GW170817 ), исключило многие модифицированные теории гравитации как объяснения темной энергии. [83] [84] [85]

    Астрофизик Итан Сигель утверждает, что, хотя такие альтернативы широко освещаются в прессе, почти все профессиональные астрофизики уверены, что темная энергия существует, и что ни одна из конкурирующих теорий не объясняет наблюдения с таким же уровнем точности, как стандартная темная энергия. [86]

    Последствия для судьбы вселенной [ править ]

    По оценкам космологов, ускорение началось примерно 5 миллиардов лет назад. [87] [примечания 1] До этого считалось, что расширение замедлялось из-за притягивающего влияния материи. Плотность темной материи в расширяющейся Вселенной уменьшается быстрее, чем темная энергия, и в конечном итоге темная энергия доминирует. В частности, когда объем Вселенной удваивается, плотность темной материи уменьшается вдвое, но плотность темной энергии почти не меняется (она точно постоянна в случае космологической постоянной).

    Прогнозы в будущее могут радикально отличаться для разных моделей темной энергии. Для космологической постоянной или любой другой модели, которая предсказывает, что ускорение будет продолжаться бесконечно, конечным результатом будет то, что галактики за пределами Местной группы будут иметь лучевую скорость, которая постоянно увеличивается со временем, в конечном итоге намного превышая скорость свет. [88] Это не является нарушением специальной теории относительности, потому что понятие «скорость», используемое здесь, отличается от понятия скорости в местной инерциальной системе отсчета , которая все еще ограничена, чтобы быть меньше скорости света для любого массивного объекта. (см. Использование правильного расстояниядля обсуждения тонкостей определения любого понятия относительной скорости в космологии). Поскольку параметр Хаббла со временем уменьшается, на самом деле могут быть случаи, когда галактика, удаляющаяся от нас быстрее, чем свет, действительно может излучать сигнал, который в конечном итоге достигает нас. [89] [90] Тем не менее, из-за ускоряющегося расширения предполагается, что большинство галактик в конечном итоге пересечет такой тип космологического горизонта событий, где любой свет, который они излучают за эту точку, никогда не сможет достичь нас в любое время в бесконечности. будущее [91]потому что свет никогда не достигает точки, где его «особая скорость» по направлению к нам превышает скорость расширения вдали от нас (эти два понятия скорости также обсуждаются в разделе «Использование надлежащего расстояния» ). Если предположить, что темная энергия постоянна ( космологическая постоянная ), текущее расстояние до этого космологического горизонта событий составляет около 16 миллиардов световых лет, а это означает, что сигнал от события, происходящего в настоящее время , в конечном итоге сможет достичь нас в будущем, если событие были на расстоянии менее 16 миллиардов световых лет, но сигнал никогда бы не достиг нас, если бы событие было на расстоянии более 16 миллиардов световых лет. [90]

    По мере того как галактики приближаются к точке пересечения этого космологического горизонта событий, свет от них будет становиться все более и более смещенным в красную сторону до точки, где длина волны становится слишком большой, чтобы ее можно было обнаружить на практике, и галактики, кажется, полностью исчезают [92] [93] ( см. Будущее расширяющейся Вселенной ). Планета Земля, Млечный Путь и Местная группа, частью которой является Млечный Путь, останутся практически нетронутыми, поскольку остальная часть Вселенной отступит и исчезнет из поля зрения. В этом сценарии Местная группа в конечном итоге подвергнется тепловой смерти , как и предполагалось для плоской вселенной с преобладанием материи до измерений космического ускорения .

    Есть и другие, более умозрительные представления о будущем Вселенной. Модель фантомной энергии темной энергии приводит к расходящемуся расширению, что означает, что эффективная сила темной энергии продолжает расти, пока она не станет доминировать над всеми другими силами во Вселенной. Согласно этому сценарию, темная энергия в конечном итоге разорвет на части все гравитационно связанные структуры, включая галактики и солнечные системы, и в конечном итоге преодолеет электрические и ядерные силы, чтобы разорвать сами атомы, в результате чего Вселенная превратится в " Большой разрыв".«. С другой стороны, темная энергия может со временем рассеяться или даже стать привлекательной. Такая неопределенность оставляет открытой возможность того, что гравитация все еще может править днем ​​и привести к тому, что Вселенная сжимается сама по себе в« Большом сжатии » [94 ] или что может даже существовать цикл темной энергии, что подразумевает циклическую модель Вселенной, в которой каждая итерация ( Большой взрыв, а затем, в конечном итоге, Большой сжатие ) занимает около триллиона (10 12 ) лет. [95] [96] Хотя все это не подтверждается наблюдениями, они не исключаются.

    В философии науки [ править ]

    В философии науки темная энергия является примером «вспомогательной гипотезы», специального постулата, который добавляется к теории в ответ на наблюдения, которые ее опровергают . Утверждалось, что гипотеза темной энергии является конвенционалистской гипотезой, то есть гипотезой, которая не добавляет эмпирического содержания и, следовательно, неопровержима в смысле, определенном Карлом Поппером . [97]

    См. Также [ править ]

    • Конформная гравитация
    • Спектроскопический прибор темной энергии
    • Относительность де Ситтера
    • Родовые объекты темной энергии (ГЕОДЫ)
    • Проект Illustris
    • Неоднородная космология
    • Отрицательная масса
    • Квинтэссенция: поиск недостающей массы во Вселенной
    • Обзор темной энергии
    • Состояние вакуума

    Примечания [ править ]

    1. ^ [87] Frieman, Turner & Huterer (2008) стр. 6: «Вселенная пережила три различные эпохи: преобладание излучения, z 3000 ; преобладание материи, 3000 ≳ z ≳ 0,5 ; и преобладание темной энергии, z 0,5 . Эволюция масштабного фактора контролируется доминирующая форма энергии: a ( t ) ∝ t 2/3 (1 + w ) (для постоянного w ). В эпоху доминирования излучения a ( t ) ∝ t 1/2 ; в эпоху доминирования материи a ( т) ∝ t 2/3 ; а для эпохи преобладания темной энергии, предполагая w = −1 , асимптотически a ( t ) ∝ exp ( Ht ) » .
      стр. 44:« Взятые вместе, все текущие данные предоставляют убедительные доказательства существования темной энергии; они ограничивают долю критической плотности, вносимую темной энергией, 0,76 ± 0,02, и параметр уравнения состояния, w  ≈ −1 ± 0,1 (stat) ± 0,1 (sys), предполагая, что w является постоянным. Это означает, что Вселенная начала ускоряться при красном смещении z ∼  0.4 и возрасте t ∼ 10 млрд лет. Эти результаты надежны - данные из любого одного метода могут быть удалены без ущерба для ограничений - и они не будут существенно ослаблены, если отказаться от предположения о пространственной плоскости ».

    Ссылки [ править ]

    1. ^ Overbye, Dennis (20 февраля 2017). «Космический спор: Вселенная расширяется, но насколько быстро?» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 21 февраля 2017 года .
    2. ^ Пиблз, PJE; Ратра, Бхарат (2003). «Космологическая постоянная и темная энергия». Обзоры современной физики . 75 (2): 559–606. arXiv : astro-ph / 0207347 . Bibcode : 2003RvMP ... 75..559P . DOI : 10.1103 / RevModPhys.75.559 . S2CID 118961123 . 
    3. ^ Overbye, Dennis (25 февраля 2019). «Неужели Темные Силы возились с Космосом? - Аксионы? Фантомная энергия? Астрофизики пытаются залатать дыру во Вселенной, переписывая космическую историю в процессе» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 26 февраля 2019 .
    4. ^ Ade, PAR; Aghanim, N .; Алвес, МИР; и другие. (Сотрудничество Planck) (22 марта 2013 г.). «Результаты Planck 2013. I. Обзор продуктов и научных результатов - Таблица 9». Астрономия и астрофизика . 571 : A1. arXiv : 1303,5062 . Бибкод : 2014A & A ... 571A ... 1P . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201321529 . S2CID 218716838 . 
    5. ^ Ade, PAR; Aghanim, N .; Алвес, МИР; и другие. (Сотрудничество Planck) (31 марта 2013 г.). «Документы с результатами Planck 2013» . Астрономия и астрофизика . 571 : A1. arXiv : 1303,5062 . Бибкод : 2014A & A ... 571A ... 1P . DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201321529 . S2CID 218716838 . Архивировано из оригинального 23 марта 2013 года . 
    6. ^ a b «Первые результаты Планка: Вселенная по-прежнему странная и интересная» . 21 марта 2013 г.
    7. ↑ Шон Кэрролл, доктор философии, Калифорнийский технологический институт, 2007 г., The Teaching Company, Dark Matter, Dark Energy: The Dark Side of the Universe , Guidebook Part 2 page 46. Проверено 7 октября 2013 г., «... темная энергия: гладкая , постоянный компонент невидимой энергии, который, как считается, составляет около 70 процентов текущей плотности энергии Вселенной. Темная энергия, как известно, гладкая, потому что она не накапливается преимущественно в галактиках и скоплениях ... "
    8. ^ Пол Дж. Стейнхардт; Нил Турок (2006). «Почему космологическая постоянная мала и положительна». Наука . 312 (5777): 1180–1183. arXiv : astro-ph / 0605173 . Bibcode : 2006Sci ... 312.1180S . DOI : 10.1126 / science.1126231 . PMID 16675662 . S2CID 14178620 .  
    9. ^ «Темная энергия» . Гиперфизика . Проверено 4 января 2014 года .
    10. ^ Феррис, Тимоти (январь 2015). «Темная материя (темная энергия)» . Дата обращения 10 июня 2015 .
    11. ^ "Лунные находки мутят воду" . Архивировано из оригинального 22 ноября 2016 года . Проверено 21 ноября +2016 .
    12. ^ a b Кэрролл, Шон (2001). «Космологическая постоянная» . Живые обзоры в теории относительности . 4 (1): 1. arXiv : astro-ph / 0004075 . Bibcode : 2001LRR ..... 4 .... 1C . DOI : 10.12942 / lrr-2001-1 . PMC 5256042 . PMID 28179856 . Архивировано из оригинального 13 октября 2006 года . Проверено 28 сентября 2006 года .  
    13. ^ Краг, H (2012). «Прелюдии к темной энергии: энергия нулевой точки и вакуумные спекуляции». Архив истории точных наук . 66 (3): 199–240. arXiv : 1111.4623 . DOI : 10.1007 / s00407-011-0092-3 . S2CID 118593162 . 
    14. ^ Бухерт, Т; Карфора, М; Эллис, СКФ; Колб, EW; МакКаллум, Массачусетс; Островски, JJ; Räsänen, S; Рукема, Б.Ф .; Андерссон, L; Coley, AA; Уилтшир, DL (5 ноября 2015 г.). «Есть ли доказательства того, что обратная реакция неоднородностей не имеет отношения к космологии?». Классическая и квантовая гравитация . 32 (21): 215021. arXiv : 1505.07800 . Bibcode : 2015CQGra..32u5021B . DOI : 10.1088 / 0264-9381 / 32/21/215021 . ISSN 0264-9381 . S2CID 51693570 .  
    15. ^ Кларксон, Крис; Эллис, Джордж; Ларена, Жюльен; Уме, Обинна (1 ноября 2011 г.). «Влияет ли рост структуры на наши динамические модели Вселенной? Проблемы усреднения, обратной реакции и подгонки в космологии». Отчеты о достижениях физики . 74 (11): 112901. arXiv : 1109.2314 . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 74/11/112901 . ISSN 0034-4885 . S2CID 55761442 .  
    16. ^ Харви, Алекс (2012). «Как Эйнштейн открыл темную энергию». arXiv : 1211.6338 [ Physics.hist -ph ].
    17. ^ Альберт Эйнштейн, «Комментарий к заметке Шредингера« О системе решений для обобщенно ковариантных уравнений гравитационного поля »» https://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol7-trans/47
    18. ^ О'Райферти С., О'Киф М., Нам В. и С. Миттон. (2017). «Статическая модель Вселенной Эйнштейна 1917 года: столетний обзор». Евро. Phys. J. (H) 42: 431–474.
    19. ^ Гамов, Джордж (1970) Моя мировая линия: неофициальная автобиография . п. 44: «Много позже, когда я обсуждал космологические проблемы с Эйнштейном, он заметил, что введение космологического термина было самой большой ошибкой, которую он когда-либо делал в своей жизни». - Здесь «космологический термин» относится к космологической постоянной в уравнениях общей теории относительности, значение которой Эйнштейн изначально выбрал, чтобы гарантировать, что его модель Вселенной не будет ни расширяться, ни сжиматься; если бы он не сделал этого, он мог бы теоретически предсказать вселенское расширение, которое впервые наблюдал Эдвин Хаббл.
    20. ^ a b Рис, Адам Г .; Филиппенко; Чаллис; Clocchiatti; Диркс; Гарнавич; Гиллиланд; Хоган; Джа; Киршнер; Лейбундгут; Филлипс; Рейсс; Шмидт; Шоммер; Смит; Спиромилио; Стаббс; Сунцефф; Тонри (1998). «Наблюдательные свидетельства сверхновых для ускоряющейся Вселенной и космологической постоянной». Астрономический журнал . 116 (3): 1009–1038. arXiv : astro-ph / 9805201 . Bibcode : 1998AJ .... 116.1009R . DOI : 10.1086 / 300499 . S2CID 15640044 . 
    21. ^ а б Перлмуттер, С .; Олдеринг; Гольдхабер; Кноп; Ньюджент; Кастро; Деустуа; Fabbro; Губар; Жених; Крюк; Ким; Ким; Ли; Нуньес; Боль; Pennypacker; Куимби; Лидман; Эллис; Ирвин; МакМахон; Руис ‐ Лапуэнте; Уолтон; Шефер; Бойл; Филиппенко; Мэтисон; Фрухтер; и другие. (1999). «Измерения Омега и Лямбды от 42 сверхновых с большим красным смещением». Астрофизический журнал . 517 (2): 565–586. arXiv : astro-ph / 9812133 . Bibcode : 1999ApJ ... 517..565P . DOI : 10.1086 / 307221 . S2CID 118910636 . 
    22. ↑ Впервые термин «темная энергия» встречается в статье другого космолога и ученика Тернера, Драгана Хутерера, «Перспективы исследования темной энергии с помощью измерений расстояний до сверхновых», которая была размещена на сайте ArXiv.org. - архив печати в августе 1998 г., опубликован в Huterer, D .; Тернер, М. (1999). «Перспективы исследования темной энергии с помощью измерения расстояний до сверхновых». Physical Review D . 60 (8): 081301. arXiv : astro-ph / 9808133 . Bibcode : 1999PhRvD..60h1301H . DOI : 10.1103 / PhysRevD.60.081301 . S2CID 12777640 ., хотя то, как здесь трактуется этот термин, предполагает, что он уже использовался повсеместно. Космолог Сол Перлмуттер приписал Тернеру создание этого термина в статье, которую они написали вместе с Мартином Уайтом, где он введен в кавычки, как если бы это был неологизм. Perlmutter, S .; Тернер, М .; Уайт, М. (1999). «Сдерживание темной энергии с помощью сверхновых типа Ia и крупномасштабной структуры». Письма с физическим обзором . 83 (4): 670–673. arXiv : astro-ph / 9901052 . Bibcode : 1999PhRvL..83..670P . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.83.670 . S2CID 119427069 . 
    23. ^ Астье, Пьер ( Обзор наследия сверхновых звезд ); Парень; Regnault; Боль; Обург; Балам; Баса; Карлберг; Fabbro; Фуше; Крюк; Хауэлл; Лафу; Нил; Паланк-Делабруий; Перретт; Притчет; Богатые; Салливан; Хвостовик; Олдеринг; Antilogus; Арсеньевич; Балланд; Баумон; Брондер; Куртуа; Эллис; Филиол; и другие. (2006). «Обзор наследия сверхновой звезды: измерение Ω M , Ω Λ и W по набору данных за первый год». Астрономия и астрофизика . 447 (1): 31–48. arXiv : astro-ph / 0510447 . Бибкод : 2006A & A ... 447 ... 31A . DOI : 10.1051 / 0004-6361: 20054185 . S2CID 119344498 .
    24. ^ Overbye, Dennis (22 июля 2003). «Астрономы сообщают о свидетельствах расщепления Вселенной« темной энергией »» . Нью-Йорк Таймс . Дата обращения 5 августа 2015 .
    25. ^ Чжун-Юэ Ван (2016). «Современная теория электромагнитных метаматериалов». Плазмоника . 11 (2): 503–508. DOI : 10.1007 / s11468-015-0071-7 . S2CID 122346519 . 
    26. ^ Даниэль Бауманн. "Космология: Часть III Математические триады, Кембриджский университет" (PDF) . п. 21−22. Архивировано 2 февраля 2017 года из оригинального (PDF) . Проверено 31 января 2017 года .
    27. ^ Durrer, R. (2011). «Что мы действительно знаем о темной энергии?». Философские труды Королевского общества A: математические, физические и технические науки . 369 (1957): 5102–5114. arXiv : 1103,5331 . Bibcode : 2011RSPTA.369.5102D . DOI : 10,1098 / rsta.2011.0285 . PMID 22084297 . S2CID 17562830 .  
    28. ^ Первой статьей, использующей данные наблюдений, в которой утверждался положительный лямбда-член, был Paál, G .; и другие. (1992). «Инфляция и компактификация от красных смещений галактик?». Астрофизика и космическая наука . 191 (1): 107–124. Bibcode : 1992Ap & SS.191..107P . DOI : 10.1007 / BF00644200 . S2CID 116951785 . 
    29. ^ "Нобелевская премия по физике 2011" . Нобелевский фонд . Проверено 4 октября 2011 года .
    30. ^ Нобелевская премия по физике 2011 . Перлмуттеру досталась половина приза, а другая половина была поделена между Шмидтом и Риссом.
    31. ^ a b Спергель, DN; и другие. (Сотрудничество WMAP) (июнь 2007 г.). «Результаты трехлетнего исследования микроволнового зонда анизотропии Уилкинсона (WMAP): значение для космологии» (PDF) . Серия дополнений к астрофизическому журналу . 170 (2): 377–408. arXiv : astro-ph / 0603449 . Bibcode : 2007ApJS..170..377S . CiteSeerX 10.1.1.472.2550 . DOI : 10.1086 / 513700 . S2CID 1386346 .   
    32. ^ Durrer, R. (2011). «Что мы действительно знаем о темной энергии?». Философские труды Королевского общества А . 369 (1957): 5102–5114. arXiv : 1103,5331 . Bibcode : 2011RSPTA.369.5102D . DOI : 10,1098 / rsta.2011.0285 . PMID 22084297 . S2CID 17562830 .  
    33. ^ Ковальский, Марек; Рубин, Дэвид; Aldering, G .; Агостиньо, RJ; Амадон, А .; Amanullah, R .; Balland, C .; Barbary, K .; Blanc, G .; Challis, PJ; Конли, А .; Коннолли, штат Невада; Covarrubias, R .; Dawson, KS; Деустуа, ЮВ; Ellis, R .; Fabbro, S .; Фадеев, В .; Fan, X .; Farris, B .; Folatelli, G .; Фрай, BL; Garavini, G .; Гейтс, ЭЛ; Германия, L .; Goldhaber, G .; Goldman, B .; Goobar, A .; Жених, Германия; и другие. (27 октября 2008 г.). «Улучшенные космологические ограничения из новых, старых и комбинированных наборов данных о сверхновых». Астрофизический журнал . 686 (2): 749–778. arXiv : 0804.4142 . Bibcode : 2008ApJ ... 686..749K . DOI : 10.1086 / 589937 .S2CID  119197696 .. Они находят наиболее подходящее значение плотности темной энергии , й Л из 0,713 + 0.027-0.029 ( стата ) + 0.036-0.039 ( SYS ), от общей плотности вещества , Ω М , от 0,274 + 0.016-0.016 (стата) + 0,013–0,012 (sys) с параметром уравнения состояния w, равным −0,969 + 0,059–0,063 (stat) + 0,063–0,066 (sys).
    34. ^ «Содержание Вселенной - круговая диаграмма» . Микроволновой датчик анизотропии Уилкинсона . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . Проверено 9 января 2018 .
    35. ^ «Послесвечение Большого взрыва показывает, что Вселенная на 80 миллионов лет старше, чем первоначально думали ученые» . Вашингтон Пост . Архивировано из оригинального 22 марта 2013 года . Проверено 22 марта 2013 года .
    36. ^ «Новый метод 'подтверждает темную энергию ' » . BBC News . 19 мая 2011 г.
    37. ^ a b Темная энергия реальна , Технологический университет Суинберна, 19 мая 2011 г.
    38. ^ Crittenden; Нил Турок (1996). «Ищем $ \ Lambda $ с эффектом Риса-Сиамы». Письма с физическим обзором . 76 (4): 575–578. arXiv : astro-ph / 9510072 . Bibcode : 1996PhRvL..76..575C . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.76.575 . PMID 10061494 . 
    39. ^ Ширли Хо; Хирата; Никхил Падманабхан; Урос Селджак; Нета Бахколл (2008). "Корреляция реликтового излучения с крупномасштабной структурой: I. Томография ISW и космологические последствия". Physical Review D . 78 (4): 043519. arXiv : 0801.0642 . Bibcode : 2008PhRvD..78d3519H . DOI : 10.1103 / PhysRevD.78.043519 . S2CID 38383124 . 
    40. ^ Томмазо Джаннантонио; Райан Скрэнтон; Crittenden; Николай; Boughn; Майерс; Ричардс (2008). «Комбинированный анализ интегрированного эффекта Сакса-Вульфа и космологических последствий». Physical Review D . 77 (12): 123520. arXiv : 0801.4380 . Bibcode : 2008PhRvD..77l3520G . DOI : 10.1103 / PhysRevD.77.123520 . S2CID 21763795 . 
    41. ^ Zelong Yi; Тунцзе Чжан (2007). «Ограничения на голографические модели темной энергии, использующие дифференциальный возраст пассивно развивающихся галактик». Современная физика Буква A . 22 (1): 41–54. arXiv : astro-ph / 0605596 . Bibcode : 2007MPLA ... 22 ... 41Y . DOI : 10.1142 / S0217732307020889 . S2CID 8220261 . 
    42. ^ Haoyi Ван; Zelong Yi; Тунцзе Чжан; Цзе Чжоу (2007). «Ограничения на Вселенную DGP с использованием наблюдательного параметра Хаббла». Физика Письма Б . 651 (5): 1368–1379. arXiv : 0706.2723 . Bibcode : 2007PhLB..651..352W . DOI : 10.1016 / j.physletb.2007.06.053 . S2CID 119125999 . 
    43. ^ Конг Ма; Тунцзе Чжан (2011). «Сила данных наблюдений о параметрах Хаббла: образец заслуги исследования». Астрофизический журнал . 730 (2): 74. arXiv : 1007.3787 . Bibcode : 2011ApJ ... 730 ... 74М . DOI : 10.1088 / 0004-637X / 730/2/74 . S2CID 119181595 . 
    44. ^ Тунцзе Чжан; Конг Ма; Тиан Лан (2010). "Ограничения на темной стороне Вселенной и данные о параметрах наблюдений Хаббла". Успехи в астрономии . 2010 (1): 1. arXiv : 1010.1307 . Bibcode : 2010AdAst2010E..81Z . DOI : 10.1155 / 2010/184284 . S2CID 62885316 . 
    45. ↑ Джоан Саймон; Лисия Верде; Рауль Хименес (2005). «Ограничения на красное смещение зависимости потенциала темной энергии». Physical Review D . 71 (12): 123001. arXiv : astro-ph / 0412269 . Полномочный код : 2005PhRvD..71l3001S . DOI : 10.1103 / PhysRevD.71.123001 . S2CID 13215290 . 
    46. ^ a b Д. О. Сабульский; И. Дутта; EA Hinds; Б. Старейшина; C. Burrage; Э. Дж. Коупленд (2019). «Эксперимент по обнаружению сил темной энергии с помощью атомной интерферометрии». Письма с физическим обзором . 123 (6): 061102. arXiv : 1812.08244 . Bibcode : 2019PhRvL.123f1102S . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.123.061102 . PMID 31491160 . S2CID 118935116 .  
    47. ^ Эхсан Садри, магистр астрофизики, Университет Азад, Тегеран
    48. ^ «Планк показывает почти идеальную Вселенную» . Планк . ЕКА . 21 марта 2013 . Проверено 21 марта 2013 года .
    49. ^ Весс, Юлиус; Баггер, Джонатан (1992). Суперсимметрия и супергравитация . ISBN 978-0691025308.
    50. ^ Wolchover, Натали (9 августа 2018). «Темная энергия может быть несовместима с теорией струн» . Журнал Quanta . Фонд Саймонса . Дата обращения 2 апреля 2020 .
    51. ^ Кэрролл, Шон М. (1998). «Квинтэссенция и остальной мир: подавление дальнодействующих взаимодействий». Письма с физическим обзором . 81 (15): 3067–3070. arXiv : astro-ph / 9806099 . Bibcode : 1998PhRvL..81.3067C . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.81.3067 . ISSN 0031-9007 . S2CID 14539052 .  
    52. ^ Ратра, Бхарат; Пиблз, PJE (1988). «Космологические последствия катящегося однородного скалярного поля». Phys. Ред . D37 (12): 3406–3427. Bibcode : 1988PhRvD..37.3406R . DOI : 10.1103 / PhysRevD.37.3406 . PMID 9958635 . 
    53. ^ Steinhardt, Пол Дж .; Ван, Ли-Минь; Златев, Ивайло (1999). «Решения для космологического слежения». Phys. Ред . D59 (12): 123504. arXiv : astro-ph / 9812313 . Bibcode : 1999PhRvD..59l3504S . DOI : 10.1103 / PhysRevD.59.123504 . S2CID 40714104 . 
    54. ^ RRCaldwell (2002). «Фантомная угроза? Космологические последствия компонента темной энергии со сверхотрицательным уравнением состояния». Физика Письма Б . 545 (1–2): 23–29. arXiv : astro-ph / 9908168 . Bibcode : 2002PhLB..545 ... 23С . DOI : 10.1016 / S0370-2693 (02) 02589-3 . S2CID 9820570 . 
    55. ^ См. Темную жидкость .
    56. ^ Рафаэль JF Marcondes (5 октября 2016). «Взаимодействие моделей темной энергии в космологии и наблюдательные тесты крупномасштабных структур». arXiv : 1610.01272 [ astro-ph.CO ].
    57. ^ Exirifard, В. (2011). «Феноменологический ковариантный подход к гравитации». Общая теория относительности и гравитации . 43 (1): 93–106. arXiv : 0808.1962 . Bibcode : 2011GReGr..43 ... 93E . DOI : 10.1007 / s10714-010-1073-6 . S2CID 119169726 . 
    58. ^ Vagnozzi, Солнечный; Визинелли, Лука; Мена, Ольга; Мота, Дэвид Ф. (2020). «Есть ли у нас какая-либо надежда обнаружить рассеяние между темной энергией и барионами с помощью космологии?». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 493 (1): 1139–1152. arXiv : 1911.12374 . Bibcode : 2020MNRAS.493.1139V . DOI : 10.1093 / Минас / staa311 .
    59. ^ Шевалье, М; Polarski, D (2001). «Ускорение вселенных с масштабированием темной материи». Международный журнал современной физики D . 10 (2): 213–224. arXiv : gr-qc / 0009008 . Bibcode : 2001IJMPD..10..213C . DOI : 10.1142 / S0218271801000822 . S2CID 16489484 . 
    60. ^ Линдер, Эрик В. (3 марта 2003 г.). «Изучение истории расширения Вселенной». Письма с физическим обзором . 90 (9): 091301. arXiv : astro-ph / 0208512 . Bibcode : 2003PhRvL..90i1301L . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.90.091301 . PMID 12689209 . S2CID 16219710 .  
    61. ^ Alcaniz, EM; Альканиз, Дж.С. (2008). «Параметрическая модель темной энергии». Физика Письма Б . 666 (5): 415–419. arXiv : 0805.1713 . Bibcode : 2008PhLB..666..415B . DOI : 10.1016 / j.physletb.2008.08.012 . S2CID 118306372 . 
    62. ^ Jassal, HK; Багла, Дж.С. (2010). «Понимание происхождения ограничений реликтового излучения на темную энергию». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 405 (4): 2639–2650. arXiv : astro-ph / 0601389 . Bibcode : 2010MNRAS.405.2639J . DOI : 10.1111 / j.1365-2966.2010.16647.x . S2CID 9144993 . 
    63. ^ Веттериша, C. (2004). «Феноменологическая параметризация квинтэссенции». Физика Письма Б . 594 (1–2): 17–22. arXiv : astro-ph / 0403289 . Bibcode : 2004PhLB..594 ... 17Вт . DOI : 10.1016 / j.physletb.2004.05.008 .
    64. ^ Oztas, A .; Dil, E .; Смит, ML (2018). «Переменная космологическая постоянная: новое приближение к уравнениям Фридмана и модели Вселенной». Пн. Нет. R. Astron. Soc . 476 (1): 451–458. Bibcode : 2018MNRAS.476..451O . DOI : 10.1093 / MNRAS / sty221 .
    65. ^ Oztas, A. (2018). «Влияние изменяющейся космологической постоянной на горизонт частиц». Пн. Нет. R. Astron. Soc . 481 (2): 2228–2234. Bibcode : 2018MNRAS.481.2228O . DOI : 10.1093 / MNRAS / sty2375 .
    66. ^ Уилтшир, Дэвид Л. (2007). «Точное решение проблемы усреднения в космологии». Письма с физическим обзором . 99 (25): 251101. arXiv : 0709.0732 . Bibcode : 2007PhRvL..99y1101W . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.99.251101 . PMID 18233512 . S2CID 1152275 .  
    67. ^ Исхак, Мустафа; Ричардсон, Джеймс; Гарред, Дэвид; Уиттингтон, Далила; Нванкво, Энтони; Суссман, Роберто (2008). «Темная энергия или кажущееся ускорение из-за релятивистской космологической модели, более сложной, чем FLRW?». Physical Review D . 78 (12): 123531. arXiv : 0708.2943 . Bibcode : 2008PhRvD..78l3531I . DOI : 10.1103 / PhysRevD.78.123531 . S2CID 118801032 . 
    68. ^ Мэттссон, Teppo (2010). «Темная энергия как мираж». Gen. Rel. Грав . 42 (3): 567–599. arXiv : 0711.4264 . Bibcode : 2010GReGr..42..567M . DOI : 10.1007 / s10714-009-0873-Z . S2CID 14226736 . 
    69. ^ Клифтон, Тимоти; Феррейра, Педро (апрель 2009 г.). «Существует ли на самом деле темная энергия?». Scientific American . 300 (4): 48–55. Bibcode : 2009SciAm.300d..48C . DOI : 10.1038 / Scientificamerican0409-48 . PMID 19363920 . 
    70. ^ Уилтшир, Д. (2008). «Принцип космологической эквивалентности и предел слабого поля». Physical Review D . 78 (8): 084032. arXiv : 0809.1183 . Bibcode : 2008PhRvD..78h4032W . DOI : 10.1103 / PhysRevD.78.084032 . S2CID 53709630 . 
    71. ↑ Грей, Стюарт (8 декабря 2009 г.). «Темные вопросы остаются над темной энергией» . ABC Science Australia . Проверено 27 января 2013 года .
    72. ^ Мерали, Zeeya (март 2012). «Неужели величайшая работа Эйнштейна неверна - потому что он не зашел слишком далеко?» . Откройте для себя журнал . Проверено 27 января 2013 года .
    73. ^ Wolchover, Натали (27 сентября 2011) 'Ускорение Вселенной' может быть только иллюзией , NBC News
    74. ^ Tsagas, Christos G. (2011). «Пекулярные движения, ускоренное расширение и космологическая ось». Physical Review D . 84 (6): 063503. arXiv : 1107.4045 . Bibcode : 2011PhRvD..84f3503T . DOI : 10.1103 / PhysRevD.84.063503 . S2CID 119179171 . 
    75. ^ JT Nielsen; А. Гуффанти; С. Саркар (21 октября 2016 г.). «Незначительное свидетельство космического ускорения от сверхновых типа Ia» . Научные отчеты . 6 : 35596. arXiv : 1506.01354 . Bibcode : 2016NatSR ... 635596N . DOI : 10.1038 / srep35596 . PMC 5073293 . PMID 27767125 .  
    76. ↑ Стюарт Гиллеспи (21 октября 2016 г.). «Вселенная расширяется с ускоряющейся скоростью - или нет?» . Оксфордский университет - Новости и события - Научный блог ( WP: NEWSBLOG ) .
    77. ^ Рубин, Д .; Хайтлауф, Дж. (6 мая 2020 г.). «Ускоряется ли расширение Вселенной? Все признаки по-прежнему указывают на да: локальная дипольная анизотропия не может объяснить темную энергию». Астрофизический журнал . 894 (1): 68. arXiv : 1912.02191 . Bibcode : 2020ApJ ... 894 ... 68R . DOI : 10,3847 / 1538-4357 / ab7a16 . ISSN 1538-4357 . S2CID 208637339 .  
    78. ^ Университет Йонсей (6 января 2020 г.). «Новые данные показывают, что ключевое предположение, сделанное при открытии темной энергии, ошибочно» . Phys.org . Дата обращения 6 января 2020 .
    79. ^ Канг, Ицзюнг; и другие. (2020). "Родственные галактики ранних типов сверхновых типа Ia. II. Свидетельства эволюции светимости в космологии сверхновых". Астрофизический журнал . 889 (1): 8. arXiv : 1912.04903 . Bibcode : 2020ApJ ... 889 .... 8K . DOI : 10,3847 / 1538-4357 / ab5afc . S2CID 209202868 . 
    80. ^ Января 2020, Челси Gohd 09. «была темная энергия развенчали? Наверное нет» . Space.com . Дата обращения 14 февраля 2020 .
    81. ^ См. М. Сами; Р. Мырзакулов (2015). «Позднее космическое ускорение: азбука темной энергии и модифицированные теории гравитации». Международный журнал современной физики D . 25 (12): 1630031. arXiv : 1309.4188 . Bibcode : 2016IJMPD..2530031S . DOI : 10.1142 / S0218271816300317 . S2CID 119256879 .  для недавнего обзора
    82. ^ Остин Джойс; Лукас Ломбрайзер; Фабиан Шмидт (2016). «Темная энергия против модифицированной гравитации» . Ежегодный обзор ядерной науки и науки о частицах . 66 (1): 95. arXiv : 1601.06133 . Bibcode : 2016ARNPS..66 ... 95J . DOI : 10.1146 / annurev-nucl-102115-044553 . S2CID 118468001 . 
    83. ^ Ломбрайзер, Лукас; Лима, Нельсон (2017). «Проблемы самоускорения в модифицированной гравитации от гравитационных волн и крупномасштабных структур». Физика Письма Б . 765 : 382–385. arXiv : 1602.07670 . Bibcode : 2017PhLB..765..382L . DOI : 10.1016 / j.physletb.2016.12.048 . S2CID 118486016 . 
    84. ^ «Поиски разгадки теории Эйнштейна могут скоро закончиться» . Phys.org . 10 февраля 2017 . Проверено 29 октября 2017 года .
    85. ^ «Теоретическая битва: темная энергия против модифицированной гравитации» . Ars Technica . 25 февраля 2017 . Проверено 27 октября 2017 года .
    86. ^ Сигел, Итан (2018). «Что астрономы хотят, чтобы все знали о темной материи и темной энергии» . Forbes (блог «Начинается с взрыва») . Проверено 11 апреля 2018 года .
    87. ^ a b Frieman, Джошуа А .; Тернер, Майкл С .; Хутерер, Драган (1 января 2008 г.). «Темная энергия и ускоряющаяся Вселенная». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 46 (1): 385–432. arXiv : 0803.0982 . Bibcode : 2008ARA & A..46..385F . DOI : 10.1146 / annurev.astro.46.060407.145243 . S2CID 15117520 . 
    88. ^ Краусс, Лоуренс М .; Шеррер, Роберт Дж. (Март 2008 г.). "Конец космологии?" . Scientific American . 82 . Проверено 6 января 2011 года .
    89. ^ Расширяется ли Вселенная быстрее скорости света? Архивировано 23 ноября 2003 года в Wayback Machine (см. Последние два абзаца).
    90. ^ a b Лайнуивер, Чарльз; Тамара М. Дэвис (2005). «Заблуждения о Большом взрыве» (PDF) . Scientific American . Архивировано из оригинального (PDF) 19 июля 2011 года . Проверено 6 ноября 2008 года .
    91. Перейти ↑ Loeb, Abraham (2002). «Долгосрочное будущее внегалактической астрономии». Physical Review D . 65 (4): 047301. arXiv : astro-ph / 0107568 . Bibcode : 2002PhRvD..65d7301L . DOI : 10.1103 / PhysRevD.65.047301 . S2CID 1791226 . 
    92. ^ Краусс, Лоуренс М .; Роберт Дж. Шеррер (2007). «Возвращение статической Вселенной и конец космологии». Общая теория относительности и гравитации . 39 (10): 1545–1550. arXiv : 0704.0221 . Bibcode : 2007GReGr..39.1545K . DOI : 10.1007 / s10714-007-0472-9 . S2CID 123442313 . 
    93. ^ Использование крошечных частиц для ответа на гигантские вопросы . Science Friday, 3 апреля 2009 г. Согласно стенограмме , Брайан Грин делает комментарий: «И на самом деле, в далеком будущем все, что мы видим сейчас, за исключением нашей локальной галактики и области галактик, исчезнет. Вся Вселенная исчезнет. прямо на наших глазах, и это один из моих аргументов в пользу реального финансирования космологии. Мы должны сделать это, пока у нас есть шанс ».
    94. ^ Как устроена Вселенная 3 . Конец Вселенной. Канал Дискавери. 2014 г.
    95. ↑ «Циклическая Вселенная» может объяснить космологическую постоянную , NewScientistSpace, 4 мая 2006 г.
    96. ^ Steinhardt, PJ ; Турок, Н. (25 апреля 2002 г.). «Циклическая модель Вселенной». Наука . 296 (5572): 1436–1439. arXiv : hep-th / 0111030 . Bibcode : 2002Sci ... 296.1436S . DOI : 10.1126 / science.1070462 . PMID 11976408 . S2CID 1346107 .  
    97. ^ Мерритт, Дэвид (2017). «Космология и условность». Исследования по истории и философии науки Часть B: Исследования по истории и философии современной физики . 57 : 41–52. arXiv : 1703.02389 . Bibcode : 2017SHPMP..57 ... 41М . DOI : 10.1016 / j.shpsb.2016.12.002 . S2CID 119401938 . 

    Внешние ссылки [ править ]

    • Темная энергия в наше время на BBC
    • Исследования темной энергии в ЦЕРНе
    • Линдер, Эрик (2008). «Темная энергия» . Scholarpedia . 3 (2): 4900. Bibcode : 2008SchpJ ... 3.4900L . DOI : 10,4249 / scholarpedia.4900 .
    • Темная энергия: как изменилась парадигма Physicsworld.com
    • Деннис Овербай (ноябрь 2006 г.). «Сообщается о« темной энергии »возрастом 9 миллиардов лет» . Нью-Йорк Таймс .
    • "Долгое присутствие таинственной силы" BBC News онлайн (2006) Еще одно доказательство того, что темная энергия является космологической постоянной
    • "Astronomy Picture of the Day" - одно из изображений космического микроволнового фона, которое подтвердило присутствие темной энергии и темной материи.
    • Домашняя страница обзора наследия сверхновой звезды Программа исследования наследия телескопа Канада-Франция-Гавайи, посвященная сверхновым, в первую очередь направлена ​​на измерение уравнения состояния Темной энергии. Он предназначен для точного измерения нескольких сотен сверхновых с большим красным смещением.
    • «Отчет Целевой группы по темной энергии»
    • "HubbleSite.org - веб-сайт темной энергии" Мультимедийная презентация исследует науку о темной энергии и роль Хаббла в ее открытии.
    • «Изучение темной стороны»
    • «Темная энергия и 3-многообразная топология» Acta Physica Polonica 38 (2007), стр. 3633–3639
    • Обзор темной энергии
    • Совместная миссия темной энергии
    • Гарвард: темная энергия сдерживает рост Вселенной , первоисточник
    • Статья в журнале Smithsonian, апрель 2010 г.
    • HETDEX Эксперимент с темной энергией
    • Темная энергия FAQ
    • «Темная Вселенная» Эрик Верлинде, Сабина Хоссенфельдер и Кэтрин Хейманс спорят, верны ли теории темной материи и темной энергии
    • Спутник Евклида ESA , миссия по составлению карты геометрии темной вселенной
    • Темная энергия, что это может быть?