10 führenden Theorien zum Thema der dunklen Energie

Die Menschheit hat eine riesige Menge an Informationen über unser Universum und wie es funktioniert. Wir sind stolz darauf, dass wir die intelligenteste Blick auf die Erde, als auch, im Moment, und im ganzen Universum. Aber die Informationen, die wir gesammelt haben, über die Struktur unseres Universums, abgeleitet auf der Basis von 4%, die wir beobachten, Messen und analysieren — die üblichen Stoffe. Die restlichen 96% sind «dunkle» Stoff. Dunkel sind Sie, weil wir nichts über Sie wissen (und weil die Physiker haben nicht genug Phantasie, wenn es darum geht, Benennungen).

Aus diesen 96% etwa 68% ist die dunkle Energie. Dies ist die größte Komponente des Universums, und auch der geheimnisvollste. Tausende von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt arbeiten an dem entziffern dieser geheimnisvollen Energie, die die Struktur unseres Universums auf den großen Maßstab.

Ohne dunkle Energie unser Universum einfach implodiert bauen würde — unter dem Einfluss der eigenen Schwerkraft langsam in einem Punkte zusammengeschrumpft. Also, obwohl wir nicht wissen, was das für eine Energie, wir sollten Ihr sagen danke. Vor Ihnen zehn der besten Theorien zum Thema der dunklen Energie.

eine Eigenschaft des Raumes

Diese Theorie kam aus Einsteins Theorie der Gravitation, genauer aus der Tatsache, dass «leeren Raum» kann eine eigene Energie — die sogenannte kosmologische Konstante. Einstein war auch der Meinung, dass der Raum kann aus dem nichts erscheinen, und je mehr Raum erscheint, desto größer ist dementsprechend die Energie kann in ihm steckt.

Dies würde erklären schnelle Expansion des Universums, die wir beobachten. Ein solches Universum könnte unendlich lange expandieren, bis jedes Objekt wäre nicht so weit von einem anderen Objekt, dass Tauchen Sie ein in die Welt voller Dunkelheit und Kälte.

Theory of everything

Viele Astronomen glauben, dass die Suche nach der dunklen Energie — ein aussichtsloses Unterfangen. Stattdessen befürworten die unauffindbare «Theorie von allem», die selbst erlaubt, wäre das Problem der dunklen Energie.

Diese Theorie sollte erklären das Verhalten aller Objekte im Universum — von sehr großen bis sehr klein. Solange unsere Theorien darüber, wie das Universum funktioniert, teilen sich in groß angelegten Theorie (wie die Theorie der Gravitation) und die kleinen Theorien (wie die Quantenmechanik).

Obwohl die Lösung des Problems der dunklen Energie so logisch begründet, den Verbleib dieser Theorie war es unmöglich, selbst für die hellsten Köpfe in der Physik. Die normalen Gesetze der Physik wären «brechen», auf Quanten-Ebene erreicht. So wird die Suche in jedem Fall.

Neue fundamentale Energie

Alle grundlegenden Wechselwirkungen oder Kräfte, die wir kennen (Gravitation, Elektromagnetismus, schwache und starke Wechselwirkung), arbeiten in verschiedenen Bereichen. Einige wirken sich nur auf Objekte atomaren Größen, andere bestimmen die Bewegung der Planeten und die Bildung von Galaxien.

Diese Theorie der dunklen Energie behauptet, dass es eine wesentliche Wechselwirkung, die wir noch nicht gefunden, und das gilt in den gigantischen Maßstäben, die man beobachten kann erst nach erreichen des Universums einer bestimmten Größe. Es funktioniert im Gegensatz zu Gravitation und dehnt die Objekte Weg von einander.

Wissenschaftler glauben, dass da diese Kraft wirkt auf solchen großen Maßstab, haben wir noch nicht begegnet Ihr im Alltag und auf Messungen, die auf der Erde, es ist auch nicht betroffen. Niemand weiß, befristet oder unbefristet diese Kraft. In Abhängigkeit von der Antwort auf diese Frage, das Universum wird nur ewig expandieren und kalt wird, entweder ausdehnen und zusammenziehen in regelmäßigen Abständen von Zeit zu Zeit.

die Gravitationstheorie Einsteins ist falsch

Versuchen Sie zu sagen einer der intelligentesten Physiker, die jemals auf der Erde gelebt haben, dass es (zugegebenermaßen) die berühmteste Theorie falsch ist... nun ja, es ist schwierig, sich vorzustellen. Die Gravitationstheorie von Einstein behauptet, dass jeder Körper im Universum zieht jeden anderen Körper, und die Stärke der Anziehung hängt ausschließlich von der Masse der Objekte und der Abstand zwischen Ihren Zentren.

Und doch einige Physiker glauben, dass diese Theorie könnte falsch sein, und entwickeln neue Theorie der Gravitation, das könnte die dunkle Energie zu erklären. In diesen Theorien wickeln Sie den Einfluss der Gravitation auf großen Skalen so, dass jedes Objekt stößt jede andere.

Obwohl diese Theorie nicht rühmen kann eine ernsthafte experimentelle Unterstützung (und das Modell von Einsteins Gravitation vielfach getestet), Sie erklären, warum das Universum expandiert. Nach diesen neuen Modellen die Gravitation, die unser Universum wieder erreicht kaltem Zustand der Finsternis nach einer schnellen Expansion.

Zeitdilatation

Wenn Sie jemals den Film «interstellare», Sie gehört genau den Effekt der Zeitdilatation. Dieses Phänomen tritt auf, wenn Objekte bewegen sich in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit: die Zeit verlangsamt.

Die gleiche Idee vertreten zwillingsparadoxon, wenn ein Zwilling begibt sich ein Raumschiff, das bewegt sich mit der Geschwindigkeit des Lichts, und sein Bruder bleibt auf der Erde. Wenn Sie sich wieder treffen sich nach Jahren der Trennung, der Zwilling auf der Erde ist viel älter als sein Bruder-Kosmonaut.

Vor Kurzem Edward Кипреос, Professor an der Universität Georgia, in dem Artikel stellte die Meinung, dass nur ein bewegtes Objekt selbst erfährt eine Verlangsamung der Zeit. (In der Regel der Mensch-Beobachter schnell bewegendes Motiv auch erlebt diese Effekte).

Daraus folgt, dass in der letzten Zeit mußte sich schneller bewegen. Es entfällt die Notwendigkeit für eine abstoßende Kraft oder Substanz, da die scheinbare ErweiterungDas Universum wird eine einfache Fehleinschätzung von Entfernungen, betroffen waren die Verlangsamung der Zeit.

Wenn diese Theorie richtig ist, es tritt nicht nur in Konflikt mit anderen bekannten Theorie von Einstein (spezielle Relativitätstheorie), sondern würde bedeuten, dass unser Universum statisch. Sie hat nie expandiert und nicht schrumpft.

Exotische neue Teilchen

Diese Theorie zum Thema Teilchen und Felder schwebt in der Luft seit Jahrhunderten. Wir wissen, dass das Elektron erzeugt ein elektrisches Feld, sowie, ganz neu, das Gravitationsfeld assoziieren mit «гравитоном» — «Teilchen-Träger der Kraft» der Gravitation. Teilchenphysiker und Theoretiker sind normalerweise Gedanken, dass die Energie der einzelnen Felder sollte Partikeln transportiert werden, und nicht selbst das Feld.

Dieses Konzept kann man anwenden auf die dunkle Energie, und dann dunkle Materie (das sind die restlichen 27% des Universums) wird es einem Teilchen-Träger der Kraft. Da einige Teilchen ненаблюдаемы im Prinzip (das gleiche Graviton), diese Idee hat durchaus das Recht auf Leben. Nur hier die Beweise zu seinen Gunsten sprechenden, äußerst wenig. Wir haben einfach keine Möglichkeit zu Messen, obwohl jede Eigenschaft, die mit der dunklen Energie oder der dunklen Materie.

die Theorie f(R)

Die Theorie f(R) — das Modell der aktuellen Krümmung des Universums (wo die Krümmung wird als R). Im Jahr 2007 Wissenschaftler der Universität Chicago haben gezeigt, dass bei einem bestimmten Wert R erstellt werden kann ein Modell des Universums, in dem die dunkle Energie ist nicht erforderlich für die Erklärung der Expansion des Universums.

Diese Art von Universum gleicht sich in einer solchen Weise, dass es die Krümmung minimiert, wodurch сверхгравитационно-ähnlichen Kraft, die entweder anziehen oder abstoßen Objekte je nach den gestellten Bedingungen.

Theoretiker der Universität von Chicago sind sich darüber einig, dass für die Ausführung dieser Theorie zusätzliche Energie muss dort verschwinden, wo die Schwerkraft relativ stark (Z. B. in der Größenordnung von Planeten und Galaxien), und manifestieren sich nur in einem sehr großen Maßstab. Eine Gruppe von Astronomen von der Universität von Pekings-Beginn der Messungen der Cluster, um sicherzustellen, dass die Theorie f(R) kann eine richtige Beschreibung unseres Universums.

Mehrere Universen und das anthropische Prinzip

Ein грандиознейших Misserfolge der modernen Physik besteht in der Prognose der tatsächlichen Größe der dunklen Energie. Die Quantentheorie sagt Voraus sehr kleine Zahl, aber die Physik berechnet die Anzahl der in 10¹²⁰ mal mehr.

Hier kommt ins Spiel, das anthropische Prinzip. Er besteht darin, dass die fundamentalen Konstanten der Physik und Chemie (wie Lichtgeschwindigkeit, Gravitationskonstante usw.) «Fit» für die Erhaltung des Lebens in einem einzigen Universum, aber möglicherweise andere Werte in anderen Universen. In unendlich vielen parallelen Universen, scheint es ziemlich wahrscheinlich, dass vielleicht unser Universum, mit den Sollwerten der dunklen Energie, geeignet für die Bildung von Leben.

Virtuelle Teilchen

Die Quantenmechanik ist sehr seltsam. Es ermöglicht Ihnen, alle Stücke scheinen aus dem nichts erscheinen und gehen ins nichts, die Zerstörung all die Ideen, die uns versprachen in den Kopf in der High School. «Materie kann nicht erschaffen oder zerstört werden», lehrten uns. Es muss nur der Sprung von einem Zustand in einen anderen.

Diese Theorie als Grundlage nimmt die Idee des virtuellen Teilchen — kleine Teilchen der Materie, die erscheinen und verschwinden. Das ständige erscheinen und verschwinden der Teilchen setzt Energie frei, weil die Materie wird in Energie umgewandelt, wenn diese Teilchen verschwinden.

Physiker glauben, dass es so wie der Raum selbst kann genug Unterbrechungsfreie Stromversorgung, um eine «negative Presse», die bewirkt, dass die Expansion des Universums. Wenn diese Theorie richtig ist, energetischen Raum, den man von dieser virtuellen Teilchen, kann die geheimnisvolle dunkle Energie, und unser Universum wird weiter expandieren, solange dieser Prozess verläuft.

Quintessenz

Die Anzahl der Theorien in dieser Liste zeigt, wie weit wir sind noch weit von einem vollständigen Verständnis unseres Universums. Jede Theorie leistet einen Beitrag zur zukünftigen Entwicklung unserer Welt, und zu verstehen, welche von Ihnen richtig ist, noch nicht möglich.

Die Entzifferung der dunklen Energie kann Türen öffnen, ein ganz neuer Abschnitt in der Physik, oder radikal verändern die bereits bestehenden. So viele Physiker und Astronomen entziffern das große, geheimnisvolle, «dunkler Materie», das die Evolution unseres Universums.

Die Neueste Theorie der dunklen Energie in unserer Liste wird und seltsam. Das Universum, in dem die vorherrschende «Quintessenz», wird voller «Energie-Flüssigkeit». Andere Physiker nennen diese Energie «Phantom-Energie».

Die Idee ist, dass diese Quintessenz mit der Zeit ändert, und seine Energiedichte erhöht. Das Schicksal einer solchen Universums endet am Großen Bruch, wenn das Universum buchstäblich explodiert, da sich die Atome nicht in der Lage, die Kraft zu widerstehen, die Sie растаскивает und auseinander bricht.

Zerstört wird absolut alles.