Menneskeheten har samlet en enorm mengde informasjon om vårt univers og hvordan det fungerer. Vi er stolte av å være den smarteste arten på jorden, og også for øyeblikket i hele universet. Imidlertid kommer informasjonen vi har samlet om universets struktur fra de 4% som vi kan observere, måle og analysere - vanlig materie. De resterende 96% er “mørke” stoffer. De er mørke fordi vi ikke vet noe om dem (og fordi fysikere mangler fantasi når det gjelder navngivning).
Av disse 96% er ca 68% mørk energi. Det er den største komponenten i universet, og også den mest mystiske. Tusenvis av forskere over hele verden jobber for å tyde denne mystiske energien som bestemmer strukturen i universet vårt på de største skalaene.
Uten mørk energi ville vårt univers rett og slett kollapse - under påvirkning av sin egen tyngdekraft, ville det sakte krympe til et punkt. Så selv om vi ikke vet hva denne energien er, bør vi takke den. Her er ti av de beste teoriene om mørk energi.
Romeiendom
Denne teorien kom fra Einsteins gravitasjonsteori, nærmere bestemt fra det faktum at "tomt rom" kan ha sin egen energi - den såkalte kosmologiske konstanten. Einstein mente også at rommet kan dukke opp fra ingensteds, og jo mer plass dukker opp, jo mer kan følgelig energien være inneholdt i den.
Kampanjevideo:
Dette kan forklare den raske utvidelsen av universet vi ser. Et slikt univers kunne utvides på ubestemt tid, til hvert objekt er så langt fra noe annet objekt at verden blir kastet i fullstendig mørke og kulde.
Teorien om alt
Mange astronomer mener at å finne mørk energi er en meningsløs øvelse. I stedet fortaler de seg for en unnvikende "teori om alt" som i seg selv vil løse det mørke energiproblemet.
Denne teorien skal forklare oppførselen til alle objekter i universet - fra veldig stor til veldig liten. Så langt er teoriene våre om hvordan universet fungerer delt inn i storskala teorier (som tyngdekraftsteorien) og småskala teorier (som kvantemekanikk).
Selv om det er logisk å løse det mørke energiproblemet, har det funnet umulig å finne denne teorien for selv de lyseste sinnene i fysikken. De normale fysiske lovene ser ut til å "bryte" og når kvantenivået. Søket fortsetter uansett.
Ny grunnleggende styrke
Alle grunnleggende interaksjoner eller krefter som vi vet (tyngdekraft, elektromagnetisme, svake og sterke krefter) opererer i forskjellige områder. Noen påvirker bare objekter av atomstørrelse, mens andre bestemmer planetenes bevegelse og dannelsen av galakser.
Denne teorien om mørk energi sier at det er en grunnleggende interaksjon som vi ennå ikke har funnet, og som opererer på gigantiske skalaer som bare kan observeres etter at universet når en viss størrelse. Det fungerer i opposisjon til tyngdekraften og trekker gjenstander fra hverandre.
Forskere mener at siden denne styrken virker i så stor skala, har vi ennå ikke møtt den i hverdagen, og den påvirker heller ikke målingene som er utført på jorden. Ingen vet om denne styrken er midlertidig eller permanent. Avhengig av svaret på dette spørsmålet, vil universet bare utvide seg for alltid og bli kaldt, eller utvide seg og trekke seg sammen med jevne mellomrom.
Einsteins gravitasjonsteori er feil
Prøv å fortelle en av de smarteste fysikerne som noen gang har bodd på jorden at hans (riktignok) mest berømte teori er feil … vel, ja, det er vanskelig å forestille seg. Einsteins gravitasjonsteori sier at enhver kropp i universet tiltrekkes av en hvilken som helst annen kropp, og tiltrekningskraften avhenger utelukkende av massene av objekter og avstanden mellom deres sentre.
Og likevel, noen fysikere mener at denne teorien kan være feil og utvikler nye gravitasjonsteorier som kan forklare mørk energi. I disse teoriene pakker de inn effekten av tyngdekraften i stor skala, slik at hvert objekt frastøter hverandre.
Selv om disse teoriene har liten eksperimentell støtte (og Einsteins gravitasjonsmodell har blitt testet mange ganger), forklarer de hvorfor universet utvider seg. I følge disse nye tyngdekraftsmodellene vil vårt univers igjen komme til en tilstand av kaldt mørke etter å ha utvidet seg raskt.
Senk tiden
Hvis du noen gang har sett filmen Interstellar, har du definitivt hørt om tidsutvidelseseffekten. Dette fenomenet oppstår når objekter beveger seg nær lysets hastighet: tiden senker seg.
Den samme ideen presenteres i Twin Paradox, hvor en tvilling sendes til et romskip som beveger seg med lysets hastighet, mens broren hans forblir på jorden. Når de møtes igjen etter flere års separasjon, er tvillingen på jorden betydelig eldre enn astronautbroren hans.
Nylig presenterte Edward Kypreos, professor ved University of Georgia, i en artikkel synspunktet om at bare et objekt i bevegelse er utsatt for tidsutvidelse. (Vanligvis opplever en menneskelig observatør av et objekt i rask bevegelse også disse effektene.)
Det følger av dette at tidligere skulle tiden ha gått raskere. Dette fjerner behovet for frastøtende kraft eller materie, siden den tilsynelatende utvidelsen av universet ville være en enkel feilberegning av avstander som ble påvirket av tidsutvidelse.
Hvis denne teorien er riktig, vil den ikke bare komme i konflikt med en annen berømt teori om Einstein (spesiell relativitetsteori), men vil også bety at vårt univers er statisk. Det utvides eller trekkes aldri sammen.
Eksotisk ny partikkel
Denne teorien om partikler og felt har vært i luften i århundrer. Vi vet at elektronet skaper et elektrisk felt, og ganske nylig begynte gravitasjonsfeltet å bli assosiert med "graviton" - "kraftbærerpartikkelen" av tyngdekraften. Partikkelfysikere og teoretikere er i orden med tanken om at energien til et enkelt felt skal bæres av partikler, og ikke av selve feltet.
Dette konseptet kan brukes på mørk energi, og da vil mørk materie (som utgjør de resterende 27% av universet) være dens kraftbærerpartikkel. Siden noen partikler i prinsippet ikke er observerbare (samme graviton), har denne ideen rett til liv. Først nå er det veldig lite bevis til fordel for det. Vi har rett og slett ikke en måte å måle noen eiendom relatert til mørk energi eller mørk materie.
F® teorier
F®-teorier er modeller av den nåværende krumningen i universet (der krumning er betegnet som R). I 2007 viste forskere fra University of Chicago at det ved en viss verdi av R kan opprettes en modell av universet som ikke krever mørk energi for å forklare utvidelsen av universet.
Denne typen univers flater seg selv på en slik måte at den samlede krumningen minimeres, og skaper en supergravitasjonslignende kraft som enten kan tiltrekke eller frastøte objekter avhengig av forholdene.
University of Chicago teoretikere er enige om at for at denne teorien skal fungere, må den ekstra kraften forsvinne der tyngdekraften er relativt sterk (for eksempel på skalaen til planeter og galakser), og bare manifestere seg på de største skalaene. En gruppe astronomer fra Peking University begynte å måle klynger for å se om f®-teorien kunne være en riktig beskrivelse av vårt univers.
Flere universer og det antropiske prinsippet
En av de største feilene i moderne fysikk er å forutsi den faktiske størrelsen på mørk energi. Kvanteteori forutsier et veldig lite antall, men fysikere spår 10 120 ganger det tallet.
Det er her det antropiske prinsippet spiller inn. Den består i det faktum at grunnleggende konstanter for fysikk og kjemi (som lysets hastighet, gravitasjonskonstant osv.) Er "passende" for å opprettholde livet i et enkelt univers, men kan ha forskjellige betydninger i andre universer. I et uendelig antall parallelle universer, virker det sannsynlig at vårt univers kan vises, med gitte verdier av mørk energi som er egnet for dannelsen av liv.
Virtuelle partikler
Kvantemekanikk er rar. Det gjør at alle slags ting kan dukke opp fra ingensteds og gå ingensteds, og ødelegge alle ideene som ble satt i hodet på videregående skole. "Saken kan ikke skapes eller ødelegges," ble vi lært. Det skal bare bevege seg fra en stat til en annen.
Denne teorien er basert på ideen om virtuelle partikler - små partikler av materie som dukker opp og forsvinner. Dette konstante utseendet og forsvinningen av partikler frigjør energi fordi materie omdannes til energi når disse partiklene forsvinner.
Fysikere mener at det er slik rommet selv kan få nok kontinuerlig energi til å skape "negativt trykk" som får universet til å ekspandere. Hvis denne teorien er riktig, kan energirommet avledet fra disse virtuelle partiklene være mystisk mørk energi, og vårt univers vil fortsette å utvide seg så lenge denne prosessen fortsetter.
Kvintessens
Antall teorier på denne listen viser hvor langt vi er fra en fullstendig forståelse av vårt univers. Hver teori bidrar til den fremtidige utviklingen av vår verden, og det er ennå ikke mulig å forstå hvilken som er riktig.
Å dechiffrere mørk energi kan åpne døren til en helt ny del av fysikken, eller endre de eksisterende radikalt. Derfor prøver mange fysikere og astronomer å løse opp denne store, mystiske, "mørke saken" som styrer utviklingen av vårt univers.
Den siste mørke energiteorien på denne listen kommer til å være den underligste. Et univers dominert av "kvintessens" vil være fullt av "energisk væske". Andre fysikere kaller denne energien "fantomenergi".
Tanken er at denne kvintessensen endres over tid og dens energitetthet øker. Skjebnen til et slikt univers vil ende i en Big Rip, når universet bokstavelig talt eksploderer, siden atomene i seg selv ikke vil være i stand til å tåle kraften som trekker dem fra hverandre og river dem fra hverandre.
Alt vil bli ødelagt.
ILYA KHEL
