Темна енергія: що приховують похмурі глибини космосу

Темна матерія і темна енергія - дві найбільші загадки космосу. Вчені твердо впевнені в їхньому існуванні, але спіткати природу цих явищ людству ще лише належить. Перші кроки в цьому напрямку вже зроблені: виявилося, що таємнича темна енергія зовсім не є статичним вакуумом.

Минуло кілька десятиліть з тих пір, як Альберт Ейнштейн сформулював знамениту загальну теорію відносності, але лише недавно астрономи прийшли до розуміння одного дивовижного факту. Те, що ми бачимо і сприймаємо як матерію - це лише невелика частина того, що насправді складає Всесвіт у всьому його різноманітті. Приблизно 25% її припадає на так звану темну матерію, а 68-75% - на темну енергію. Звучить як хороша зав'язка для похмурого фентезі, але насправді ці явища викликають жвавий інтерес у самої прагматичної частини наукової спільноти.

У мороці глибокого космосу

Реальність така: темна матерія і темна енергія і справді становлять значну частину космосу, хоча раніше деякі астрономи ставилися до їх існування з великою часткою скепсису. Вони невидимі для людського ока, однак проявляють себе при взаємодії гравітацією. Теорія відносності стверджує, що гравітація виникає, коли маса та енергія викривляють простір і час. Темна енергія, як вважають вчені, є тією самою силою, яка щомиті змушує Всесвіт розширюватися, а тому, згідно з Ейнштейном, є космологічною постійною - так званою «вакуумною енергією».

Команда астрономів з різних наукових установ, у тому числі з Інституту космології та гравітації Університету Портсмута (UoP), виявила докази того, що темна енергія може мати динамічний характер. «З моменту свого відкриття в кінці минулого століття темна енергія являє собою таємницю, оповиту ще більшою таємницею», жартує директор UoP Боб Ніколь в офіційному прес-релізі. «Ми раз за разом відчайдушно намагаємося отримати все більш чітке уявлення про характеристики і походження цього явища, і нова робота, здається, дозволила домогтися певного прогресу в цьому напрямку».

Динамічна енергія

Згідно з результатами дослідження, опублікованими в журналі Nature Astronomy, свідченням динамічної природи темної енергії є високоточні вимірювання баріонних акустичних коливань (БАО) - періодичних флуктуацій матерії, що складається з протонів і нейтронів - протягом декількох космічних епох. Необхідні вимірювання були зроблені в 2016 році командою, до складу якої увійшов і провідний автор нової роботи, Гонг-Бо Чжао з ICG і Національної астрономічної обсерваторії Китаю. Завдяки новій методиці, розробленій самим Чжао, астрономи виявили докази динамічного характеру темної енергії.

Говорячи простою мовою: якщо раніше це явище сприймали як подобу статичного вакууму, то тепер вчені впевнені, що воно швидше являє собою якусь форму динамічного поля. Щоб підтвердити свої висновки, команді ще належить ряд астрономічних досліджень в майбутньому, які будуть здійснюватися за допомогою інструментів нового покоління. Одним з таких приладів є спектрометр темної енергії (DESI), який в 2018 році повинен почати роботу над складанням 3D-карти космічного простору. Не обійдеться, зрозуміло, і без такого фантастичного досягнення сучасних космічних технологій, як телескоп Джеймса Вебба - саме він допоможе здійснити спостереження, які проллють світло на загадкову природу темної енергії.