26 сентября 2008

Андрей Гусев: Что такое тёмная энергия Вселенной?

Предположение о существовании некой глобальной дополнительной энергии возникло относительно недавно - в конце 90-х годов прошлого века и было связано с наблюдениями за сверхновыми звёздами. Они обладают очень высокой яркостью и вспыхивают, когда масса старой звезды типа "белый карлик" достигает определённого предела. Таким образом, яркость сверхновых звёзд является реперной точкой; в космологии подобные объекты называются "стандартными свечами". В 1998 году группа исследователей из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (штат Калифорния, США) обратила внимание на тот факт, что яркость наиболее удалённых сверхновых существенно ниже ожидаемой. При этом оценка ожидаемой яркости производилась для случая расширяющейся Вселенной, которая заполнена материей, гравитирующей по закону тяготения Ньютона (т.е. обратно пропорционально квадрату расстояния). В таких обстоятельствах разумно предположить, что изучаемые сверхновые звёзды находятся от Земли существенно дальше, а вызвано это более высокой скоростью расширения Вселенной. В качестве загадочной субстанции, влияющей на ускоренное расширение Вселенной, были предложены силы антигравитации, а соответствующую им дополнительную энергию стали называть тёмной (Dark Energy). Профессор Эрик Линдер (Eric Linder) из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли полагает, что именно тёмная энергия, из которой на 70% состоит Вселенная, управляет её расширением и фактически определяет будущее.

В настоящее время принято считать, что тёмная энергия - это фоновая энергия, которая равномерно распределена в пространстве, как в галактиках, так и вне их. Источником тёмной энергией может быть некое сверхслабое поле, пронизывающее всю Вселенную; для него употребляют термин "квинтэссенция". Разумеется, есть и другие кандидаты на эту роль, однако в любом случае тёмная энергия является чем-то абсолютно оригинальным. Впрочем, возможно, что тёмная энергия - это всего лишь "стоимость существования пространства", когда любой объём пространства имеет некую неотъемлемо присущую ему энергию. Споры о природе тёмной энергии продолжаются все последние годы. В этой связи астрофизиков и космологов можно только пожалеть: в их распоряжении имеется лишь одна вселенная, им не с чем сравнивать, а другие вселенные, если и существуют, то находятся за горизонтом событий. Путей же экспериментального исследования тёмной энергии в земных условиях пока никто не придумал. Возможно, что-то удастся изобрести, когда начнутся эксперименты на Большом адронном коллайдере (Large Hadron Collider) - сверхмощном ускорителе протонов и тяжёлых ионов. Остаётся констатировать непреложный факт: получение новых экспериментальных свидетельств присутствия тёмной энергии во Вселенной, теоретическое их осмысление и выяснение природы тёмной энергии - это одна из главных проблем фундаментальной науки в начале 21-го века. * * * На сегодняшний день большинство исследователей полагают, что обычное ("светящееся") вещество, из которого сформированы звёзды и планеты, составляет около 5% всей массы Вселенной. Примерно 25% всей массы приходится на тёмную материю. Оставшиеся семьдесят процентов массы принято отдавать тёмной энергии (здесь масса понимается как M = E/c^2, где E - полная энергия, а c - скорость света). Данные количественные соотношения приводят к тому, что современная Вселенная расширяется с ускорением. Вероятно, наше обывательское сознание, ещё долго не сможет привыкнуть к новым научными представлениями о Вселенной. Неужели наш мир столь странный?! А может быть, все сущее обязано воле случая? И есть в мире некий Абсолют, который этот случай реализует.

zhurnal.lib.ru

26/09/2008