Dark Energi dan Dark Matter

SEJARAH


Pada awal 1990-an, satu hal yang cukup tertentu tentang ekspansi alam semesta.Mungkin memiliki kepadatan energi yang cukup untuk menghentikan ekspansi danrecollapse, mungkin memiliki kepadatan energi yang begitu sedikit sehingga tidak akan pernah berhenti berkembang, tetapi gravitasi tertentu untuk memperlambatekspansi seiring dengan berjalannya waktu. Memang, memperlambat belum diamati, tapi, secara teoritis, Semesta harus lambat. Semesta penuh denganmateri dan gaya yang menarik gravitasi menarik semua materi bersama-sama.Kemudian datang 1998 dan Hubble Space Telescope (HST) pengamatansupernova yang sangat jauh yang menunjukkan bahwa, waktu yang lama lalu, alam semesta sebenarnya mengembang lebih lambat dari saat ini. Jadi perluasan alam semesta belum melambat karena gravitasi, karena semua orang berpikir, telahmempercepat. Yang tidak diharapkan ini, tak seorang pun tahu bagaimana menjelaskannya. Tapi ada sesuatu yang menyebabkan itu.


Akhirnya teori datang dengan tiga macam penjelasan. Mungkin itu akibat dari versilama dibuang dari teori gravitasi Einstein, yang berisi apa yang disebut "konstanta kosmologi." Mungkin ada beberapa yang aneh energi cairan bahwa ruang diisi.Mungkin ada sesuatu yang salah dengan teori gravitasi Einstein dan teori baru bisamencakup beberapa jenis bidang yang menciptakan ini percepatan kosmik.Teoretisi masih tidak tahu apa penjelasan yang benar, tapi mereka telah memberikan solusi nama. Hal ini disebut energi gelap. (Dark Energi)


APAKAH DARK ENERGI?

Universe Dark Energy-1 Expanding Universe

Diagram ini menunjukkan perubahan dalam tingkat ekspansi sejak kelahiran alam semesta 15 miliar tahun yang lalu. Semakin dangkal kurva, semakin cepat lajuekspansi. Kurva perubahan terasa sekitar 7,5 miliar tahun yang lalu, ketika benda-benda di alam semesta mulai terbang terpisah sebagai tingkat yang lebih cepat.Para astronom berteori bahwa tingkat ekspansi lebih cepat adalah karena kekuatan,misterius gelap yang menarik galaksi terpisah.

NASA / STScI / Ann Feild

Lebih tidak diketahui dari yang diketahui. Kita tahu berapa banyak energi gelap di sana karena kita tahu bagaimana hal itu mempengaruhi ekspansi alam semesta.Lain dari itu, adalah misteri. Tapi itu adalah sebuah misteri penting. Ternyata bahwa sekitar 70% dari alam semesta adalah energi gelap. Materi gelap membuat sampai sekitar 25%. Sisanya - semuanya di Bumi, segala sesuatu yang pernahdiamati dengan semua instrumen kita, semua materi normal - menambahkan sampai kurang dari 5% dari alam semesta. Kalau dipikir-pikir, mungkin itu tidak boleh disebut "normal" masalah sama sekali, karena itu adalah suatu bagian kecil dari alam semesta.

Satu penjelasan untuk energi gelap adalah bahwa hal itu adalah properti ruang.Albert Einstein adalah orang pertama yang menyadari bahwa ruang kosong tidakapa-apa. Ruang memiliki sifat yang menakjubkan, banyak yang hanya mulai dipahami. Properti pertama yang Einstein temukan adalah bahwa adalah mungkinuntuk ruang lebih untuk datang ke dalam keberadaan. Kemudian salah satu versi teori gravitasi Einstein, versi yang berisi konstanta kosmologi, membuat prediksikedua: "ruang kosong" dapat memiliki energi sendiri. Karena energi ini adalah properti dari ruang itu sendiri, tidak akan diencerkan sebagai ruang mengembang.Ketika lebih banyak ruang datang ke dalam keberadaan, lebih dari energi-ruang-akan muncul. Akibatnya, bentuk energi ini akan menyebabkan alam semesta berkembang lebih cepat dan lebih cepat. Sayangnya, tak seorang pun mengerti mengapa konstanta kosmologis bahkan harus ada, apalagi mengapa hal itu akan memiliki nilai yang benar persis menyebabkan percepatan diamatiSemesta.

Perseus Cluster Dwarf Galaxies

Keempat galaksi kerdil adalah bagian dari sensus galaksi kecil di jantung kacau dari cluster galaksi Perseus dekatnya. Galaksi-galaksi tampak halus dan simetris,menunjukkan bahwa mereka belum pasang surut terganggu oleh tarikan gravitasi dilingkungan cluster padat. Galaksi yang lebih besar di sekitar mereka, bagaimanapun, sedang dicabik-cabik oleh tarikan gravitasi Galax lainnya

Penjelasan lain untuk bagaimana ruang memperoleh energi berasal dari teorikuantum dari materi. Dalam teori ini, "ruang kosong" sebenarnya penuh sementara("virtual") partikel yang terus-menerus membentuk dan kemudian menghilang. Tapi ketika fisikawan mencoba untuk menghitung berapa banyak energi ini akan memberikan ruang kosong, jawabannya keluar salah - salah oleh banyak. Nomorkeluar 10120 kali terlalu besar. Itu 1 dengan 120 nol setelah itu. Sulit untuk mendapatkan jawaban yang buruk. Jadi misterinya terus berlanjut.

Penjelasan lain untuk energi gelap adalah bahwa itu adalah jenis baru cairan energidinamis atau lapangan, sesuatu yang mengisi seluruh ruang tetapi sesuatu yangberpengaruh pada perluasan alam semesta adalah kebalikan dari yang materi danenergi normal. Beberapa ahli teori telah bernama ini "saripati," setelah elemenkelima dari para filsuf Yunani. Tapi, jika saripati adalah jawabannya, kita masih tidak tahu seperti apa rasanya, apa yang berinteraksi dengan, atau mengapa itu ada. Jadi misterinya terus berlanjut.

Hal yang diperlukan untuk memutuskan antara kemungkinan energi gelap - propertiruang, cairan dinamika baru, atau teori baru dari gravitasi - lebih banyak data, data yang lebih baik.

APAKAH DARK MATTER?

Abell 2744: Pandora's Cluster Revealed

Salah satu tabrakan yang paling rumit dan dramatis antara cluster galaksi pernahditangkap dalam gambar komposit baru Abell 2744. Biru menunjukkan petakonsentrasi massa total (materi sebagian besar gelap).

Dengan fitting model teoritis dari komposisi Alam Semesta ke set gabungan daripengamatan kosmologis, para ilmuwan telah datang dengan komposisi yang kitadijelaskan di atas, ~ 70% energi gelap, ~ 25% materi gelap, ~ materi normal 5%.Apakah materi gelap?
Kami jauh lebih yakin apa materi gelap tidak dari kita adalah apa itu. Pertama, itu adalah gelap, artinya tidak dalam bentuk bintang dan planet yang kita lihat.Pengamatan menunjukkan bahwa ada materi yang terlihat terlalu sedikit di alam semesta untuk membentuk 25% yang dibutuhkan oleh pengamatan. Kedua, tidakdalam bentuk awan gelap materi normal, materi terdiri dari partikel yang disebutbaryon. Kita tahu ini karena kita akan mampu mendeteksi awan baryonik oleh penyerapan radiasi mereka melewati mereka. Ketiga, materi gelap tidakantimateri, karena kita tidak melihat sinar gamma yang unik yang dihasilkan ketikaantimateri annihilates dengan materi. Akhirnya, kita dapat menyingkirkan besargalaksi-lubang hitam berukuran berdasarkan berapa banyak kita lihat lensagravitasi. Tinggi konsentrasi cahaya yang melintas dekat tikungan materi mereka dari objek lebih jauh, tetapi kita tidak melihat cukup lensing acara untukmenunjukkan bahwa objek tersebut untuk membuat kontribusi materi 25%diperlukan gelap.
Namun, pada titik ini, masih ada kemungkinan beberapa materi gelap yang layak.Zat baryon masih bisa membentuk materi gelap olah itu semuanya terikat dalamkatai coklat atau dalam kecil, potongan padat dari unsur-unsur berat. Inikemungkinan besar dikenal sebagai objek kompak halo, atau "Kaum pria". Namunpandangan yang paling umum adalah bahwa materi gelap tidak baryonik sama sekali, tetapi itu terdiri dari yang lain, partikel yang lebih eksotis seperti axions atauWIMPs (Partikel masif yang berinteraksi lemah).