Допустим, у вас есть свеча. Вы всё про неё знаете, включая её яркость и расстояние до неё. Вот такая:
Если я отодвину свечу на удвоенное расстояние, её яркость должна будет уменьшиться в 4 раза. Если я отодвину её на утроенное расстояние, её яркость должна будет уменьшиться в 9 раз. Если я отодвину её на утысячерённое расстояние, её яркость должна будет уменьшиться в миллион раз относительно изначального.
Но только в космосе, конечно, свечек нет. Но зато есть особый класс событий, у которого, насколько нам известно, существует присущая ему яркость (с точностью до нескольких процентов) по всей Вселенной. Это событие – сверхновая типа Ia. Когда наше Солнце, и вообще большинство известных звёзд, сжигают всё горючее, они в итоге превращаются в белых карликов. Наше Солнце в этом случае будет состоять в основном из углерода и кислорода, но белые карлики, бывает, содержат гелий, неон и кремний. Вот один из них:
В нашей Солнечной системе всего одна звезда. Во многих системах есть две и более звёзд. Если одна из них – белый карлик, она может начать красть массу других. В этом случае она начинает расти. Существует критический лимит массы, которую белый карлик может удерживать перед тем, как сами атомы начнут коллапсировать. А когда они коллапсируют, заканчивается это взрывом настолько мощным, что он известен, как сверхновая типа Ia. В следующей анимации показана симуляция взрыва. Обратите внимание, как остальные звёзды вылетают из звёздной системы из-за мощного взрыва:
www.youtube.com/watch?v=t_-nkS3MdXI
Увидев эти сверхновые в разных галактиках, мы можем измерить их яркость, и, зная изначально присущую им яркость, мы можем вычислить расстояние до них. Также мы можем измерить их красное смещение. Этой информации достаточно для того, чтобы понять, как расширяется Вселенная. Вы можете представить три варианта того, что может делать Вселенная после Большого взрыва. В начале у вас есть огромное количество материи и энергии, расширяющихся и разбегающихся друг от друга, но гравитация пытается собрать их вместе. Вот, что может случиться:
Во Вселенной столько материи и энергии, и как следствие, гравитационного притяжения, что гравитация выигрывает и может обратить взрыв, заставив Вселенную сколлапсировать в саму себя (закрытая Вселенная)
Во Вселенной недостаточно материи и энергии, чтобы пересилить расширение, и Вселенная продолжает расширяться вечно (открытая Вселенная)
Во Вселенной как раз столько материи и энергии, чтобы можно было противостоять расширению, при этом не доводя дело до коллапса – только чтобы скорость расширения упала до нуля (плоская Вселенная).
Теперь посмотрев на сверхновые, мы увидим, что они говорят нам о происходящем. И знаете что? Вселенная вообще не делает ни одной из трёх перечисленных вещей! Она какое-то время вроде бы соответствовала модели плоской Вселенной, но в какой-то момент скорость расширения перестала падать, и теперь она не только не упадёт до нуля, но и станет константой в значении 85% от своей текущей величины. Почему? Никто не знает. Но должна в этом быть какая-то физика, и мы дали ей наименование «тёмная энергия», поскольку если бы Вселенная была наполнена новым типом расталкивающей её энергии, это привело бы к ускорению расширения. Но это странный процесс, и он однозначно продолжается, и как его правильно объяснить, мы пока не знаем. Вот что такое тёмная энергия!
Комментарии (21)
Barma2012
28.07.2016 00:22+8Эмм… и это всё?
А про тёмную энергию-то где? В последнем абзаце. что ли? ((
Banzeg
28.07.2016 09:11+3Абсолютно любые, даже самые длинные и обстоятельные объяснения о том, что такое темная энергия, держатся на одном и том же стержне: не известно, мы не знаем (и поэтому так ее называем).
Все стараюсь заставить себя не читать подобные статейки, но блин, интересно же: а вдруг…
GoldJee
28.07.2016 12:18Можно погрузиться в физику и сопутствующий матан. Там должно быть написано подробнее, чем в научпоп-статейках.
А автору и переводчику все равно спасибо.Banzeg
28.07.2016 15:17Популяризаторы вроде Итана уже давно высосали максимум из матанов. Объяснили физику и матан и так и этак, а заключение все то же. Так что — увы.
Mad__Max
28.07.2016 21:57В данном конкретном случае никаких сопутствующих физических теорий и матана в которые можно было бы зарыться просто нет. Все описывается единственной константой(возможно переменной если учитывать динамику во времени) в одной из формул ОТО. Про которую нет ни хороших гипотез о физической природе ни даже идеи почему она именно такая количественно.
thatsme
28.07.2016 11:58А чего вы ожидали? Тёмная энергия, это то о чём мы понятия не имеем, но утверждаем, что если-бы она существовала, то могла объяснить то, чего мы не понимаем в вопросе о расширении вселенной. Сколько «если»!
1win1
28.07.2016 03:22+16Что такое завхатывающая научно-популярная статья?
Все вы наверняка видели нечто подобное.
Допустим, у вас есть свеча. Если её отодвинуть, её яркость уменьшится. И мы это знаем. И со звёздами во Вселенной примерно так же. И поэтому мы думали, что для хорошей статьи нужен только заголовок. И знаете что? Во Вселенной вообще не так!
Почему? Никто не знает.
Вот что такое хорошая научно популярная статья!hdfan2
28.07.2016 08:01+1Спасибо за отличный ответ, 1win1, и те из вас, кто хочет задать вопрос для следующей колонке, могут присылать их Итану!
perfect_genius
28.07.2016 08:24Т.е. в будущем расширение снова может непредсказуемо измениться?
Wuzaza
28.07.2016 10:11Скорее люди изобретут новую методику измерения, которая покажет новый результат.
greshnik80
28.07.2016 11:58Я так и думал. Темная энергия и темная материя — это всего лишь попытка объяснить то, что наблюдаемые явления и теория расходятся. И, чтобы не создавать новую теорию, ученые придумали костыли.
Idot
29.07.2016 07:12Всё что Вам нужно знать про Тёмную Материю:
http://novostinauki.ru/news/124446/
Рекордные по чувствительности эксперименты LUX и PandaX пока не поймали частицы темной материи
*демонически истеричный смех*
Dronton2
29.07.2016 17:26Вселенная вообще не делает ни одной из трёх перечисленных вещей! Она какое-то время вроде бы соответствовала модели плоской Вселенной, но в какой-то момент скорость расширения перестала падать, и теперь она не только не упадёт до нуля, но и станет константой в значении 85% от своей текущей величины.
Т.е. вселенная будет расширяться бесконечно с постоянной скоростью, и это не соответствует ни одной из трёх перечисленных вещей? В том числе и открытой вселенной?Mad__Max
30.07.2016 01:12С постоянной относительной скоростью в %, т.е. на сколько % она увеличивается за единицу времени, но с постоянно увеличивающейся абсолютной (т.е. в парсеках/световых годах за единицу времени) скоростью. Это и имеют ввиду, когда говорят что наша вселенная расширяется с ускорением.
Это не соответствует открытой вселенной — хотя там расширение тоже продолжает вечно, но это расширение идет без ускорения с постоянной (или даже снижающейся, хотя никогда не доходящей до нуля) абсолютной скоростью, но с постоянно снижающейся относительной скоростью в %. Пришлось вводить 4й вариант модели — ускоряющуюся вселенную.
kauri_39
30.07.2016 08:48Для объяснения сущности тёмной энергии нужно перейти от гладкого пространства — энергетически плотного вакуума — к квантованной среде — эфиру, состоящему из взаимно сжатых эфиронов. И ввести 5 измерение: из него в наш эфир постоянно поступают новые эфироны, которые его уплотняют и побуждают к расширению. Об этом — в моей первой публикации: https://geektimes.ru/post/277698/
Такая модель мира расширяет горизонт познания, за ним тоже будет много неизвестного, но многие «тёмные сущности» внутри него прояснятся.
upsilon
Это всё хорошо, но есть же википедия…
unlor
Вики тоже не последняя инстанция. тем более в таких вопросах.
upsilon
Для ознакомленией с темой она явно лучше, чем эта статья. ИМХО