Niektóre dodatki do odpowiedzi MBR:
W rzeczywistości nie wiemy, że ciemna materia i ciemna energia istnieją, ale mamy pośrednie wskazówki. Często zobaczysz twierdzenia, że ciemna materia i ciemna energia są dwoma głównymi problemami współczesnej kosmologii, w tym przez zawodowych astronomów, ale jest to epistemologiczne nieporozumienie: nie można nazwać hipotezy problemem .
Obecnie mamy kilka anomalii obserwacyjnych (zgodnie z definicją T. Kuhna): mianowicie krzywa rotacji galaktyk, jasność supernowych, widmo mocy CMB ... (i kilka dodatkowych rzeczy, takich jak trudność pomiaru G lub wykrycia bezpośrednio fale grawitacyjne).
Zgodnie z historią nauki istnieją 3 sposoby rozwiązania tych anomalii:
- podejścia ontologiczne (ciemna materia i ciemna energia)
- podejścia legislacyjne (rozszerzenia ogólnej teorii względności)
- podejścia paradygmatyczne (niejednorodne wszechświaty)
Ciemna materia i ciemna energia to dwa podejścia ontologiczne, które wydają się działać całkiem dobrze: dodając dwa proste komponenty, możemy dopasować szeroki zakres obserwacji. Właśnie dlatego astronomowie je lubią: ich modelowanie jest stosunkowo łatwe i pozwala dobrze dopasować wszystko. Ale na razie nie znamy ich natury.
Niektórzy twierdzą, że wraz z WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) i obserwatorium kosmicznym Planck wkroczyliśmy w erę precyzyjnej kosmologii: ale jest to prawdą tylko wtedy, gdy nasz paradygmat podejścia ciemnej materii / ciemnej energii jest poprawny. Jeśli tak nie jest, obecnie nie interpretujemy właściwie tego, co mierzymy, ale ostatecznie dokładniejsze pomiary mogą prowadzić do lepszego obrazu aktualnych anomalii kosmologicznych.
Tak więc ciemna materia i ciemna energia to dwa eleganckie i minimalistyczne podejście do kilku podstawowych problemów. To bardzo gorący temat w kosmologii, ale pewnego dnia możemy zdać sobie sprawę, że mieliśmy problemy tylko dlatego, że nasz obecny paradygmat był błędny.
Ciemna materia i ciemna energia to dwie różne rzeczy, uwzględniające różne obserwacje.
Ciemna materia :
Ciemna materia jest potrzebna do wyjaśnienia, między innymi, krzywej rotacji galaktyk. Można się spodziewać, że krzywe obrotu spadną przy dużych promieniach (ponieważ należy oczekiwać obrotu Keplerowskiego w przypadku galaktyk), i nie jest tak, krzywe obrotu są płaskie, co stanowi „ukrytą masę” w galaktykach, aby utrzymać taki obrót wzór, to jest ciemna materia. Ciemna materia odpowiada również za niektóre właściwości gromad galaktyk i fluktuacje CMB.
Ciemna energia :
Ciemna energia jest potrzebna do wyjaśnienia przyspieszonego rozwoju Wszechświata. Ekspansję mierzono głównie za pomocą supernowych typu Ia (supernowe termojądrowe, które są skutkiem akrecji białego karła i osiągnięcia masy Chandrasekhar), które są „standardowymi świecami”. Uważa się, że absolutna wielkość tych obiektów jest dobrze znana, więc jeśli obserwujesz je we Wszechświecie, możesz łatwo wywnioskować ich odległość od przesunięcia ku czerwieni. Obserwacje te pokazują przyspieszoną ekspansję Wszechświata (przez ekspansję rozumiemy, że względna odległość między dwiema odległymi galaktykami wzrasta, nie ma to wpływu na odległość we wszechświecie lokalnym). Aby uwzględnić to przyspieszenie, potrzebna jest energia równomiernie rozłożona we Wszechświecie, czyli energia ciemna.
Nie myl się:
Ciemnej energii i ciemnej materii nie można pomylić ze sobą, ponieważ ciemna energia jest równomiernie rozmieszczona we Wszechświecie, podczas gdy ciemna materia podlega pewnej dystrybucji (na ogół jest mniej więcej rozkładana z materią).
Ostatnie słowa:
Wreszcie, „ciemna materia” i „ciemna energia” to w większości słowa charakteryzujące naszą ignorancję na temat tych obserwacji, których nie można wyjaśnić standardowymi prawami fizyki. Dlatego tak intensywnie pracujemy nad tymi tematami, aby lepiej scharakteryzować te mroczne rzeczy i zrozumieć, jakie mogą być.
źródło
Kolejna rzecz o ciemnej energii / materii:
Ludzie mają całkiem niezły pomysł, że istnieje ciemna energia, ponieważ kiedy zobrazujesz ekspansję dwóch obiektów we wszechświecie w czasie, od jego początków, powstaje krzywa dzwonowa. Zasadniczo prędkość ekspansji wszechświata rozpoczęła się szybciej, niż zwolniła, a ostatnio (lub przynajmniej względnie) ekspansja przyspieszyła ponownie. To implikuje, że kiedy wszechświat się zaczął, gwałtownie się rozszerzał, a gdy ten pęd zaczął słabnąć, grawitacja zaczęła przyciągać rzeczy do siebie. Jednak, aby wyjaśnić ostatnie przyspieszenie ekspansji, musi istnieć siła, która z czasem wzrosła, i była w stanie spowodować przyspieszenie ekspansji (wszystko to zachodzi między galaktykami, w obszarach takich jak układy słoneczne i galaktyki, grawitacja jest zbyt silna, aby mieć na nią wpływ). Uważa się, że gdy wszechświat się rozszerza, ciemna energia wzrasta równomiernie, aby zająć nową przestrzeń. Oznacza to, że ciemna energia wzrasta, przyspieszając ekspansję.
Wiemy, że wszechświat rozszerza się z powodu przesunięcia ku czerwieni. Zasadniczo, gdy światło przemierza wszechświat, wszechświat się rozszerza. Na wystarczającej odległości światło wyraźnie wyczerpie energię, tak że światło fioletowe spadnie w kierunku czerwonego (stąd nazwa czerwone przesunięcie). Dzieje się tak dlatego, że patrząc z naszego rozszerzającego się wszechświata światło wydaje się tracić energię, podczas gdy naprawdę musi podróżować dalej, gdy przestrzeń się rozszerza.
Krótko mówiąc, jeśli chodzi o ciemną materię, wiemy, że istnieje coś o grawitacji, którego inaczej nie moglibyśmy wykryć. Ciemna materia, w przeciwieństwie do ciemnej energii, nie jest jednolita. Tworzy pasmowe formacje, które odpowiadają pasmowym formacjom galaktyk.
źródło