by Vědci se domnívají, že je nám známo jen asi 5 % prvků, které tvoří vesmír.
Ano, čtete dobře. Kosmologické modely ukazují, že neviditelná energie a hmota musí tvořit 95 % vesmíru, aby fungovala podle existujících teorií.
Neviditelná část vesmír se skládá ze dvou prvků, temná energie A černá hmota. Ten druhý je o něco méně záhadný a vědci jsou si jeho existencí docela jisti: Pravidla gravitace bez toho by to prostě nešlo. Galaxie jak vidíme, nemohli se sestavit do svých současných velikostí za dobu, kterou měli od r velký třesk kdyby byla viditelná hmota vše, co existovalo. Ve skutečnosti by mnoho galaxií ani nedrželo pohromadě tak, jak drží, pokud by gravitace viditelné hmoty byla jedinou silou, která je drží pohromadě.
Nový evropský vesmírný dalekohled Euclid se pokusí zmapovat tuto neviditelnou látku, ale co když jeho nálezy zaostanou za očekáváním? V sázce je hodně, včetně Einsteinovy slavné a široce přijímané teorie obecné relativity.
Příbuzný: Jak uvidí evropský vesmírný dalekohled Euclid do temného vesmíru?
První pozorování naznačující, že temná hmota musí převládat vesmír Aby se zabránilo rozletu věcí, byly vyrobeny ve 30. letech 20. století.Od té doby astronomové zjistili, že tato neviditelná temná hmota musí tvořit nejméně 85 % veškeré hmoty ve vesmíru. Vědci se po desetiletí pokoušeli odhalit tuto neviditelnou hmotu, o níž se domnívají, že musí být tvořena nějakým druhem částice, která je možná podobná inertní neutrina kteří sotva interagují s viditelným světem.
Situace s temnou energií je však složitější. Objev této nepolapitelné síly se datuje do roku 1998, kdy astronomové zjistili, že rozpínání vesmíru se zrychluje. Samotná expanze byla zpočátku poháněna energií z Velkého třesku, ale protože k Velkému třesku došlo tak dávno (před 13,8 miliardami let, abychom byli přesní), měla by se tato expanze zpomalit.
Aby se tento hlavolam napravil, teoretici předpokládají, že musí existovat tajemná síla, temná energie, která působí proti gravitaci a roztahuje hmotu. Kosmologické modely ukazují, že temná energie tvoří 68 % veškeré energie ve vesmíru, podle NASA. Astronomové ale připouštějí, že důkazy o jeho existenci jsou poněkud vágní.
“[The acceleration of the expansion] vesmíru nedává smysl, když si myslíte, že tam venku je pouze gravitace,“ Isobel Hook, profesorka astrofyziky na Lancaster University ve Velké Británii a Euklides vědec, řekl Space.com. “Nemělo by se to zpomalovat. Takže skutečnost, že to sledujeme rychleji, znamená, že tam musí být něco jiného. A my tomu říkáme temná energie, protože vlastně nevíme, co to je.”
Hook byl součástí týmu, který tento objev učinil v roce 1998 a od té doby přemýšlel, stejně jako mnoho jiných vědců, co by tato temná energie mohla být.
“Opravdu nevíme,” řekla. “Nejlepší teorie je, že je to pravděpodobně nějaký druh vlastnosti samotného prostoru, jako nějaký druh energie, která je všude a neustále, ale neexistuje žádné vysvětlení, co by to mělo být.”
Modely ukazují, že tato energie musí být ve vesmíru rozložena rovnoměrně a že měla vždy stejnou sílu. V raném vesmíru nebyly účinky temné energie tak viditelné, protože původní „kopnutí“ velkého třesku bylo zodpovědné za většinu rozpínání vesmíru. Před 5-6 miliardami let se však temná energie stala „převládající silou působící proti gravitaci normální i temné hmoty,“ řekl vedoucí projektu Giuseppe Racca.Euclid z Evropské vesmírné agentury (ESA). com
“Je trochu znepokojující, že se zdá, že tato energie má konstantní hustotu, jak se vesmír rozpíná,” řekl Racca. “Znamená to, že [additional] energie vzniká, protože hustota je konstantní. Není zředěn vesmírem, který se zvětšuje. Takže to znamená, že je tu energie navíc.”
Existuje však také možnost, že žádná temná energie nakonec neexistuje a že kosmologické modely, které požadují její existenci, jsou špatné. Tyto modely jsou založeny na Albert Einsteinto je obecná teorie relativity který popisuje fyzikální “pravidla” vesmíru v řadě rovnic. Pokud budoucí pozorování z Euklidova dalekohledu (a dalších budoucích dalekohledů určených ke studiu temné energie) naznačují, že temná energie není tak konstantní a všudypřítomná síla, znamenalo by to, že tato slavná teorie není absolutně správná.
“Víme, že obecná teorie relativity funguje velmi dobře na systémové úrovni,” řekl Racca. “Ale v kosmickém měřítku to nemusí fungovat moc dobře, takže temná energie nemusí být potřeba.”
Související příběhy:
– Vesmírný dalekohled Jamese Webba pomůže kosmické lodi Euclid studovat temnou energii a temnou hmotu
— Tajemná temná energie je rovnoměrně rozložena po celém vesmíru
— Černé díry by mohly být zdrojem tajemné temné energie
Euclid bude hledat důkazy temné energie mapováním rozložení galaxií před 10 miliardami let v čase a porovnáváním toho, jak se toto rozložení změnilo v průběhu vývoje vesmíru. Pozorování odhalí, zda se skutečně zdá, že působí neustálá všeprostupující síla, nebo zda se možná děje něco jiného.
„Možná zjistíme, že nevidíme [the effects of] tato energie je všude konstantní, ale někde nebo v průběhu času vidíme rozdíly,” řekl Hook. “Pak budou věci opravdu zajímavé a to by bylo opravdu revoluční, protože bychom museli úplně změnit naše teorie.”
A to by pravděpodobně znamenalo Nobelovy ceny pro objevitele. Teleskopu Euclid, vypuštěnému 1. července raketou SpaceX Falcon 9, bude trvat šest let, než zmapuje třetinu oblohy mimo naši galaxii, Mléčnou dráhu. Jen tak budou mít astronomové dostatek dat, aby měli jistotu.
