Tamsioji energija

Tamsioji energija – hipotetinė energijos forma, kuri yra kiekvienoje erdvės vietoje ir turėtų būti atsakinga už neseniai atrastą greitėjantį Visatos plėtimąsi. Standartiniame kosmologiniame modelyje tamsioji energija sudaro beveik tris ketvirtadalius visos Visatos masės – energijos (Specialioji reliatyvumo teorija duoda masės ir energijos ekvivalentiškumo sąryšį).

Yra du pagrindiniai tamsiosios energijos paaiškinimo variantai:

• tai yra  – tam tikras energijos tankis, tolygiai pasiskirstęs erdvėje (pvz., vienas iš traktavimų yra vakuumo energija);
• tai yra  – skaliarinis dinaminis laukas, kurio tankis gali keistis laike ir erdvėje.

Tamsiosios energijos tyrimai

NASA paveiksliukas, teigiantis, kad 70 procentų Visatos susideda iš tamsiosios energijos.

1998 metais Ia tipo supernovų stebėjimų duomenys privertė iškelti hipotezę, kad Visata plečiasi greitėjančiai. Vėliau dar kelios nepriklausomos mokslininkų grupės panaudodamos kitus metodus ir objektus (reliktinis spinduliavimas, gravitaciniai lęšiai, ) patvirtino šiuos rezultatus.

Gerai visiems žinomas Hablo dėsnis teigia, kad tolimų objektų tolimo greitis yra proporcingas nuotoliui. Tolimo greitis gali būti įvertintas iš raudonojo poslinkio. Surasti atstumus iki tų objektų yra kiek sunkiau. Tam reikia turėti standartinius žinomo šviesio šaltinius, kuriems būtų žinomas absoliutinis ryškis. Žinant jį ir regimąjį ryškį galima rasti atstumą iki to objekto. Ia tipo supernovos ir yra tokie standartiniai šaltiniai, matomi milijardų šviesmečių atstumu. Vienodas visų Ia tipo supernovų absoliutinis ryškis pagrįstas tuo reiškiniu, kad baltoji nykštukė besisukanti poroje su kita žvaigžde akrecijos būdu kaupia medžiagą. Kai jos masė pasiekia Čandrasekaro ribą, žvaigždės medžiagos slėgis nebesugeba pasipriešinti gravitacinėms jėgoms, prasideda nekontroliuojamos branduolinės reakcijos ir žvaigždė sprogsta kaip supernova. Visatos plėtimasis tiriamas atidedant stebimą supernovų ryškį nuo raudonojo poslinkio. Šie grafikai rodo, kad Visatos plėtimasis ne lėtėja (kaip būtų galima tikėtis vien iš medžiagos sudarytai Visatai), o greitėja (tolimesnės supernovos yra silpnesnės, nei kad būtų, jei Visata plėstųsi pastoviu greičiu arba lėtėtų).

Tamsiosios energijos egzistavimas taip pat reikalingas paaiškinti erdvės geometriją ir medžiagos kiekį Visatoje. Reliktinio spinduliavimo matavimai su WMAP rodo, kad Visata yra beveik plokščia (t. y. erdvė yra beveik euklidinė). Tai reiškia, kad Visatos masės – energijos tankis turi būti lygus . Visas medžiagos kiekis (įskaitant barioninę medžiagą ir nematomąją medžiagą), įvertintas iš reliktinio spinduliavimo sudaro tik apie 30 % kritinio tankio. Taigi, reikia dar papildomos energijos, kuri duotų likusius 70 %.

Visatos makrostruktūrų teorija, kuri aprašo struktūrų – galaktikų spiečių, galaktikų, kvazarų, žvaigždžių formavimąsi irgi teigia, kad medžiagos tankis sudaro tik apie 30 % kritinio tankio.

Naujausi WMAP stebėjimai teigia, kad Visatą sudaro 74 % tamsiosios energijos, 22 % nematomosios medžiagos, ir 4 % barioninės medžiagos.

Šaltiniai

1. Saul Perlmutter et al. (The Supernova Cosmology Project) (1999). „Measurements of Omega and Lambda from 42 high redshift supernovae“. Astrophysical J. 517: 565–86.
2. Adam G. Riess et al. (Supernova Search Team) (1998). „Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant“. Astronomical J. 116: 1009–38.
3. D. N. Spergel et al. (WMAP collaboration) (2006). . Suarchyvuotas originalas 2010-09-24. Nuoroda tikrinta 2007-06-29. {{}}: Citatai journal privalomas |journal= ()