Karanlık enerji nedir? Neden evrenin hızlandırılmış genişlemesine neden oluyor?
Fizikçi şöyle dedi: Evren hızla genişliyor ve genişleme hızı artmaya devam ediyor. Evren yalnızca sıradan madde, karanlık madde ve enerji içeriyorsa, o zaman evrenin genişleme hızı yavaşlatılmış olmalıydı, bu nedenle evrenin hızlandırılmış genişlemesine bir tür karanlık enerji neden olmalıydı, ama ne olduğuna gelince, şimdi bizde Bazı ilginç ama belirsiz tahminler.
Einstein, alçalan asansörler ve roketler üzerine uzun vadeli araştırmalardan sonra bazı fikirlere sahipti, bu da yerçekiminin doğasını (düşme ve benzeri) uzay-zaman geometrisi ve çevredeki madde ile enerji arasındaki nicel ilişkiyi kullanarak tanımlamanın bir yolunu açtı. yöntem. Einsteinın Alan Denklemleri (EFE), gezegenler ve yıldızlar gibi büyük madde parçalarından zaman ve uzayın nasıl etkilendiğini tanımlayabilir ve Merkür ve diğer şeylerin garip yörüngesini açıklayabilir veya tahmin edebilir ve Bir test tespiti. Bu son nokta çok önemlidir: Yeni bir teori üretmek kolaydır, ancak daha önce anlamadığımız şeyleri doğru bir şekilde öngören bir teori üretmek zordur.
Şimdi Friedmann hakkında konuşalım. Bir gün tüm evrenin ilişkisini düşünmeye başladı. Friedmann, Einsteinın alan denklemlerinin madde ve enerjiyi uzay-zamanın şekliyle ilişkilendirdiğini düşündü. , Peki alan denklemleri tüm evrene uygulanırsa ne olur? Önce uzayın zamanla genişleyebileceğini veya daralabileceğini düşündü (neden olmasın?) Sonra bu hipotezi Einstein'ın alan denklemlerine getirdi ve işe yarayıp yaramadığını gözlemledi Şaşırtıcı bir şekilde, bu göründüğünden daha fazlası. kolay.
Büyük ölçekte (milyarlarca ışıkyılı), madde ve enerji evrende neredeyse eşit bir şekilde dağılmıştır, çünkü en büyük madde kütlesi bile en büyük ölçekte sudaki atomlar gibi ayırt edilemez. Bir ölçekte, evrendeki madde ve enerjiye "kozmik sıvı" diyoruz. Şu anda bilinen menzilimizdeki bu "en büyük madde" Samanyolu'nun süper kümeleridir. Samanyolu'nun çapı yaklaşık 150.000 ışıkyılıdır. Gözlemlenebilir evrende milyonlarca süper küme olabilir. Sadece evrenin gözlemlenebilir bölümünde. Tüm evrenin büyüklüğünü yalnızca görebildiğimiz şeye dayanarak tahmin etmek, referans verilmeyen bir vahşi doğada durduğumuzda tüm dünyanın boyutunu tahmin etmekle aynıdır.
Dışarıda ne kadar uzakta olduğunu tarif etmeye çalıştığımızda, dil tamamen başarısız olacaktır: Anahtar şudur: tüm evrenin davranışını belirlemenin odağı, evrenin hemen hemen her yerinde aynı olan madde ve enerjinin ortalama yoğunluğundadır. Tıpkı bir kum yığınındaki her kum tanesini vurguladığınız gibi, evrendeki her yıldızı ve galaksiyi veya tüm evrenin büyüklüğünü vurgulamanız gerekir.
Denkleme göre
Friedmann, uzayın zamanla genişleyebileceğini veya daralabileceğini söyledi. Uzay-zaman aralığı (zaman ve uzayda mesafeyi ölçmenin yolu) artı başka bir ölçüm parametresi a (t), a (t) terimi iki katına çıkarsa, uzaydaki herhangi iki nokta arasındaki mesafenin de iki katına çıkacağı anlamına gelir. Bu nedenle, a (t) 'nin zaman içinde nasıl değiştiğini ölçerseniz, o zaman evrenin zaman içinde nasıl genişlediğini veya daraldığını da ölçebilirsiniz.
Ek olarak, a (t) parametresi aynı zamanda ışığın kozmik kırmızıya kaymasını da tanımlar; eğer a (t) ışık yayımı ve soğurma arasında iki katına çıkarsa, o zaman ışığın dalga boyu (örneğin içinden geçtiği boşluk) da olacaktır. İki katına çıktı ve daha uzun dalga boyu "kırmızı kayma" nın meydana geldiği anlamına gelir. A (t) şu an olduğundan 1100 kat daha küçük olduğunda, evrendeki en uzun ışık yayılmıştır.
Einsteinın denkleminin doğruladığı ortaya çıktı (açık değil)
Burada w, "durum denklemi" olarak adlandırılır ve k sabit bir terimdir. ne zaman
Eşzamanlı
Zaman, evrenin radyasyonla dolu olduğunu gösterir (ışık, nötrinolar ve ışık hızına yakın hareket eden madde gibi). ne zaman
Eşzamanlı
Bu zamanda, tüm evren geleneksel maddeyle dolu olacak (siz, eşyalarınız, temelde her şey ve karanlık madde dahil). Bu durumlarda, evren genişliyor ve genişleme hızı her zaman yavaşlayacak.
Uzay genişledikçe, daha büyük alan madde ve radyasyonu dağıtır, böylece maddenin yoğunluğu ve radyasyonu azalır, ancak radyasyon yalnızca yayılmaz, aynı zamanda enerjinin radyasyon yoğunluğunu gösteren kırmızıya kayma fenomeni Sıradan maddenin enerji yoğunluğundan daha hızlı düşecek. Bu nedenle, formüldeki "w" yi düşünebiliriz, madde ve radyasyon kombinasyonunu tanımlamak için kullanılan parametre
Kapsama alanında. Genişletilmiş uzay, enerjinin radyasyon yoğunluğunu sıradan maddenin enerji yoğunluğundan daha hızlı düşürdüğünde, zaman geçtikçe madde hakim olacaktır, bu nedenle "w" yavaş yavaş sıfıra yaklaşmalıdır.
Ama kayda değer. 1990'ların sonlarından beri, evrenin genişlemesini yavaşlatmak yerine hızlandığını gözlemledik. Bu gerçekleşecekse, evrenin durum denklemi olmalıdır
Bu fenomen kozmologlar için biraz şok edici, ancak deneylerin ve gözlemlerin etkisi bilimin güzelliğidir.
Sürekli genişleyen evren üzerine derinlemesine araştırma yaparak, w = -1 maddesini içeren durum denkleminin tam olarak doğru olduğunu bulduk.Bu durum, sabit yoğunluklu tek tip negatif enerji ve bazıları ile tutarlıdır. . Biraz tuhaf - evrenin genişlemesi maddeyi ve radyasyonu daha da inceltiyor, ama aslında bu garip yeni "şey" daha da incelmiyor, çünkü yukarıdaki formüldeki sabit yoğunluk evren anlamına geliyor Uzay sürekli genişliyor ve içindeki "şeyler" artmaya devam edecek ... Gerçek şu ki, karanlık madde gibi şeyler evrenin değişimlerinde donmuş durumda.
Başkalarının bu tür bir şeyi nasıl adlandırdıkları net değil. Fizikçiler buna tutarlı, seyreltilemez negatif enerjiye "karanlık enerji" diyorlar. Bu, bilim adamlarının bu karanlık enerjinin ne olduğunu bildikleri anlamına gelmez, ama yardım edemeyecekleri ama bir şey verebilecekleri anlamına gelir. Bir isim. Ne yazık ki, karanlık enerji ve karanlık maddenin incelenmesi zordur (dolayısıyla adı), bu yüzden nerede ve ne kadar olduklarını belirlemek çok zordur.Ancak, şu anda çevremizdeki madde ve enerjinin yaklaşık% 75'i karanlık enerjidir. % 20 karanlık maddedir ve geleneksel madde yalnızca% 5 veya daha azını oluşturur. Zamanla, uzayın genişlemesi madde ve radyasyonu yavaş yavaş sulandıracağından, karanlık enerji sonunda maddi dünyanın neredeyse% 100'ünü oluşturacaktır.
Karanlık maddeyi içeren evren modeli, evrenin gözlemlenen evrimini iyi tanımlayabilirken, karanlık enerjiyi içermeyen model kötü performans gösterir, bu nedenle büyük ölçüde karanlık maddenin var olduğunu tahmin ediyoruz. Ek olarak, karanlık enerjinin değeri, çevreleyen alanın değeriyle orantılı göründüğünden, karanlık enerjinin "boş uzay enerjisi" olduğu makul bir şekilde çıkarılabilir ve bunun şu anda çok fazla teorik fizikle birlikte çok sıcak bir araştırma konusu olduğu sonucuna varılabilir. Bilim adamları ve deneysel fizikçiler karanlık maddenin ne olduğunu doğrudan saptamaya veya tanımlamaya çalışırlar ve şans eseri başarılı olabilirler.
1. WJ Ansiklopedisi
2. Astronomik terimler
3. askamathematician
İlgili herhangi bir içerik ihlali varsa, silmek için lütfen 30 gün içinde yazarla iletişime geçin
Lütfen yeniden baskı için yetki alın ve bütünlüğü korumaya ve kaynağı belirtmeye dikkat edin
