Темная энергия - Dark energy

Не путать с темная жидкость, темный поток, или же темная материя.
Часть серии по
Физическая космология
Изображение полного неба, полученное по данным WMAP за девять лет
Составные части· Структура
Составные части
Структура
  • Категория Категория
  • Крабовидная туманность.jpg Астрономический портал

В физическая космология и астрономия, темная энергия это неизвестная форма энергия что влияет на вселенную в самых больших масштабах. Первые наблюдательные доказательства его существования были получены в результате измерений сверхновых, которые показали, что Вселенная не расширяется с постоянной скоростью; скорее, расширение вселенной является ускорение.[1][2] Понимание эволюции Вселенной требует знания ее начальных условий и состава. До этих наблюдений единственными известными формами материи-энергии были обычное дело, антивещество, темная материя, и радиация. Измерения космический микроволновый фон предполагаю, что вселенная началась в горячем Большой взрыв, откуда общая теория относительности объясняет его эволюцию и последующее крупномасштабное движение. Без введения новой формы энергии невозможно было объяснить, как можно измерить ускоряющуюся Вселенную. С 1990-х годов темная энергия была наиболее распространенной предпосылкой для ускоренного расширения. По состоянию на 2020 год есть активные направления космологических исследований направленный на понимание фундаментальной природы темной энергии.[3]

Предполагая, что лямбда-CDM модель космологии правильно, лучшие измерения тока указывают на то, что темная энергия составляет 69% от общей энергии в наши дни. наблюдаемая вселенная. Масса – энергия темная материя и обыкновенный (барионный) иметь значение составляет 26% и 5% соответственно, а также другие компоненты, такие как нейтрино и фотоны внести очень небольшую сумму.[4][5][6][7] Плотность темной энергии очень низкая (~ 7 × 10−30 г / см3), что намного меньше плотности обычной материи или темной материи внутри галактик. Однако он доминирует над массой-энергией Вселенной, потому что он однороден в пространстве.[8][9][10]

Две предлагаемые формы темной энергии - это космологическая постоянная,[11][12] представляющий постоянную плотность энергии, однородно заполняющую пространство, и скалярные поля Такие как квинтэссенция или же модули, динамические величины с плотностями энергии, которые могут изменяться во времени и пространстве. Вклады скалярных полей, постоянных в пространстве, обычно также включаются в космологическую постоянную. Космологическую постоянную можно сформулировать как эквивалентную нулевое излучение пространства, т.е. энергия вакуума.[13] Скалярные поля, которые изменяются в пространстве, может быть трудно отличить от космологической постоянной, потому что изменение может быть чрезвычайно медленным.

Из-за игрушечная модель природа согласованность космология, считают некоторые эксперты[14] что более точный общерелятивистский лечение структур, существующих на всех уровнях[15] в реальной Вселенной может избавиться от необходимости вызывать темную энергию. Неоднородные космологии, которые пытаются учесть обратная реакция формирования структуры на метрика, как правило, не признают никакого вклада темной энергии в плотность энергии Вселенной.

История открытия и предыдущие предположения

Космологическая постоянная Эйнштейна

"космологическая постоянная "- это постоянный термин, который можно добавить к Уравнение поля Эйнштейна из общая теория относительности. Если его рассматривать как «исходный член» в уравнении поля, его можно рассматривать как эквивалент массы пустого пространства (который концептуально может быть как положительным, так и отрицательным), или «энергия вакуума ".

Космологическая постоянная была впервые предложена Эйнштейн как механизм получения решения гравитационного уравнение поля это привело бы к статической Вселенной, эффективно использующей темную энергию для уравновешивания гравитации.[16] Эйнштейн дал космологической постоянной символ Λ (заглавная лямбда). Эйнштейн утверждал, что космологическая постоянная требует, чтобы `` пустое пространство играло роль гравитирующего отрицательные массы которые распространены по всему межзвездному пространству ».[17][18]

Механизм был примером тонкая настройка, и позже стало ясно, что статическая Вселенная Эйнштейна не будет стабильной: локальные неоднородности в конечном итоге приведут либо к безудержному расширению, либо к сжатию Вселенной. В равновесие нестабильно: если Вселенная немного расширяется, то при расширении высвобождается энергия вакуума, что вызывает еще большее расширение. Точно так же вселенная, которая слегка сжимается, будет продолжать сжиматься. Подобные возмущения неизбежны из-за неравномерного распределения материи во Вселенной. Кроме того, наблюдения, сделанные Эдвин Хаббл в 1929 году показал, что Вселенная расширяется, а вовсе не статична. По сообщениям, Эйнштейн назвал свою неспособность предсказать идею динамической Вселенной в отличие от статической Вселенной своей величайшей ошибкой.[19]

Инфляционная темная энергия

Алан Гут и Алексей Старобинский предложил в 1980 году, что поле отрицательного давления, подобное концепции темной энергии, может управлять космическая инфляция в очень ранней вселенной. Инфляция постулирует, что некая сила отталкивания, качественно подобная темной энергии, привела к огромному и экспоненциальному расширению Вселенной немного позже Большой взрыв. Такое расширение является важной чертой большинства современных моделей Большого взрыва. Однако инфляция должна была произойти при гораздо более высокой плотности энергии, чем темная энергия, которую мы наблюдаем сегодня, и считается, что она полностью прекратилась, когда Вселенная была всего на долю секунды. Неясно, какая связь существует между темной энергией и инфляцией, если таковая существует. Даже после того, как были приняты инфляционные модели, считалось, что космологическая постоянная не имеет отношения к текущей Вселенной.

Почти все модели инфляции предсказывают, что полная (материя + энергия) плотность Вселенной должна быть очень близка к критическая плотность. В 1980-е годы большинство космологических исследований было сосредоточено на моделях только с критической плотностью вещества, обычно 95%. холодная темная материя (CDM) и 5% обычного вещества (барионы). Эти модели оказались успешными при формировании реалистичных галактик и скоплений, но в конце 1980-х годов возникли некоторые проблемы: в частности, модель требовала значения для Постоянная Хаббла ниже, чем предпочитают наблюдения, и модель недооценивает наблюдения крупномасштабной кластеризации галактик. Эти трудности усилились после открытия анизотропия в космический микроволновый фон посредством COBE космический корабль в 1992 году, а несколько модифицированных моделей CDM активно изучались в середине 1990-х годов: Лямбда-CDM модель и модель смешанной холодной и горячей темной материи. Первое прямое свидетельство наличия темной энергии было получено в результате наблюдений сверхновых в 1998 г. ускоренное расширение в Рис и другие.[20] И в Перлмуттер и другие.,[21] и затем модель Lambda-CDM стала ведущей моделью. Вскоре после этого темная энергия была подтверждена независимыми наблюдениями: в 2000 г. Бумеранг и Максима эксперименты с космическим микроволновым фоном (CMB) наблюдали первые акустический пик в CMB, показывая, что полная (материя + энергия) плотность близка к 100% критической плотности. Затем в 2001 г. Обзор красного смещения галактики 2dF дали убедительные доказательства того, что плотность вещества составляет около 30% от критической. Большая разница между этими двумя поддерживает плавный компонент темной энергии, составляющий разницу. Намного более точные измерения от WMAP в 2003–2010 гг. продолжали поддерживать стандартную модель и давать более точные измерения основных параметров.

Термин «темная энергия», перекликающийся с Фриц Цвикки «темная материя» 1930-х годов была изобретена Майкл Тернер в 1998 г.[22]

Изменение расширения с течением времени

Диаграмма, показывающая ускоренное расширение Вселенной из-за темной энергии.

Высокоточные измерения расширение вселенной необходимы для понимания того, как скорость расширения изменяется во времени и пространстве. В общей теории относительности эволюция скорости расширения оценивается из кривизна вселенной и космологический уравнение состояния (соотношение между температурой, давлением и объединенной материей, энергией и плотностью энергии вакуума для любой области пространства). Измерение уравнения состояния темной энергии сегодня является одним из крупнейших направлений наблюдательной космологии. Добавление космологической постоянной к стандарту космологии Метрика FLRW приводит к модели Lambda-CDM, которая получила название "стандартная модель космологии"из-за его точного согласия с наблюдениями.

По состоянию на 2013 год модель Lambda-CDM согласуется с рядом все более строгих космологических наблюдений, включая Космический корабль Планк и Обзор наследия сверхновых звезд. Первые результаты SNLS показывают, что среднее поведение (то есть уравнение состояния) темной энергии ведет себя как космологическая постоянная Эйнштейна с точностью до 10%.[23] Недавние результаты, полученные командой космического телескопа Хаббла Higher-Z, показывают, что темная энергия присутствует по крайней мере 9 миллиардов лет и в течение периода, предшествующего космическому ускорению.

Природа

Природа темной энергии более гипотетична, чем природа темной материи, и многое о ней остается в сфере предположений.[24] Считается, что темная энергия очень однородна и не очень плотный, и, как известно, не взаимодействует ни с одним из фундаментальные силы Кроме как сила тяжести. Поскольку он довольно разреженный и немассивный - примерно 10−27 кг / м3- маловероятно, что он будет обнаружен в лабораторных экспериментах. Причина, по которой темная энергия может оказывать такое сильное влияние на Вселенную, составляя 68% универсальной плотности, несмотря на то, что она настолько разбавлена, заключается в том, что она равномерно заполняет пустое пространство.

Независимо от своей реальной природы, темная энергия должна иметь сильное отрицательное давление (отталкивающее действие), например радиационное давление в метаматериал,[25] объяснить наблюдаемое ускорение из расширение вселенной. Согласно общей теории относительности, давление внутри вещества способствует его гравитационному притяжению к другим объектам, так же как и его плотность массы. Это происходит потому, что физическая величина, которая заставляет материю создавать гравитационные эффекты, является тензор энергии-импульса, который содержит как плотность энергии (или вещества) вещества, так и его давление и вязкость[сомнительный – обсуждать]. в Метрика Фридмана – Лемэтра – Робертсона – Уолкера., можно показать, что сильное постоянное отрицательное давление во всей Вселенной вызывает ускорение расширения, если Вселенная уже расширяется, или замедление сжатия, если Вселенная уже сжимается. Этот эффект ускоренного расширения иногда называют «гравитационным отталкиванием».

Техническое определение

Смотрите также: Уравнения Фридмана

В стандартной космологии есть три компонента Вселенной: материя, излучение и темная энергия. Материя - это все, чья плотность энергии масштабируется обратным кубом масштабного фактора, т. Е. ρ ∝ а−3, а излучение - это все, что масштабируется до четвертой степени, обратной масштабному коэффициенту (ρ ∝ а−4). Это можно понять интуитивно: для обычной частицы в кубическом ящике удвоение длины края ящика снижает плотность (и, следовательно, плотность энергии) в восемь раз (23). Для излучения уменьшение плотности энергии больше, потому что увеличение пространственного расстояния также вызывает красное смещение.[26]

Последний компонент, темная энергия, является внутренним свойством пространства и поэтому имеет постоянную плотность энергии независимо от рассматриваемого объема (ρ ∝ а0). Таким образом, в отличие от обычной материи, она не растворяется при расширении пространства.

Доказательства существования

Доказательства темной энергии косвенные, но исходят из трех независимых источников:

  • Измерения расстояний и их связь с красным смещением, которые предполагают, что Вселенная расширилась больше за последнюю половину своей жизни.[27]
  • Теоретическая потребность в дополнительной энергии, отличной от материи или темной материи, для формирования плоская вселенная (отсутствие заметной глобальной кривизны).
  • Меры крупномасштабных волновых структур плотности массы во Вселенной.

Сверхновые

Сверхновая типа Ia (яркое пятно внизу слева) рядом с галактикой

В 1998 г. Команда поиска сверхновой High-Z[20] опубликованные наблюдения Тип Ia ("один-А") сверхновые. В 1999 г. Проект космологии сверхновой[21] с последующим предположением, что расширение Вселенной ускорение.[28] 2011 год Нобелевская премия по физике был присужден Саул Перлмуттер, Брайан П. Шмидт, и Адам Дж. Рисс за их лидерство в открытии.[29][30]

С тех пор эти наблюдения были подтверждены несколькими независимыми источниками. Измерения космический микроволновый фон, гравитационное линзирование, а крупномасштабная структура космоса, а также улучшенные измерения сверхновых, согласуются с моделью Lambda-CDM.[31] Некоторые люди утверждают, что единственными признаками существования темной энергии являются измерения расстояний и связанных с ними красных смещений. Анизотропия космического микроволнового фона и барионные акустические колебания служат только для демонстрации того, что расстояния до данного красного смещения больше, чем можно было бы ожидать от «пыльной» Вселенной Фридмана – Леметра и локальной измеренной постоянной Хаббла.[32]

Сверхновые полезны для космологии, потому что они превосходны. стандартные свечи через космологические расстояния. Они позволяют исследователям измерить историю расширения Вселенной, глядя на взаимосвязь между расстоянием до объекта и его красное смещение, который показывает, насколько быстро он удаляется от нас. Отношение примерно линейное, согласно Закон Хаббла. Красное смещение относительно легко измерить, но определить расстояние до объекта сложнее. Обычно астрономы используют стандартные свечи: объекты, для которых характерна яркость, или абсолютная величина, известен. Это позволяет измерить расстояние до объекта по его фактической наблюдаемой яркости, или кажущаяся величина. Сверхновые типа Ia - самые известные стандартные свечи на космологических расстояниях из-за их экстремальных и постоянных характеристик. яркость.

Недавние наблюдения сверхновых согласуются с тем, что Вселенная состоит из 71,3% темной энергии и 27,4% комбинации темная материя и барионная материя.[33]

Космический микроволновый фон

Расчетное разделение общей энергии Вселенной на материю, темную материю и темную энергию на основе пятилетних данных WMAP.[34]

Существование темной энергии в любой форме необходимо для согласования измеренной геометрии пространства с общим количеством материи во Вселенной. Измерения космический микроволновый фон (CMB) анизотропия указывают, что вселенная близка к плоский. Для форма вселенной чтобы быть плоским, плотность массы-энергии Вселенной должна быть равна критическая плотность. Общее количество материи во Вселенной (включая барионы и темная материя ), измеренная по спектру реликтового излучения, составляет лишь около 30% критической плотности. Это подразумевает наличие дополнительной формы энергии, которая составляет оставшиеся 70%.[31] В СВЧ-датчик анизотропии Wilkinson (WMAP) космический корабль семилетний анализ оценил, что Вселенная состоит из 72,8% темной энергии, 22,7% темной материи и 4,5% обычной материи.[6]Работы выполнены в 2013 г. по Космический корабль Планк наблюдения реликтового излучения дали более точную оценку 68,3% темной энергии, 26,8% темной материи и 4,9% обычной материи.[35]

Крупномасштабная конструкция

Теория крупномасштабная структура, который управляет образованием структур во Вселенной (звезды, квазары, галактики и группы и скопления галактик ), также предполагает, что плотность материи во Вселенной составляет всего 30% от критической плотности.

Обзор галактик WiggleZ 2011 года, охватывающий более 200000 галактик, предоставил дополнительные доказательства существования темной энергии, хотя точная физика, стоящая за ней, остается неизвестной.[36][37] Обзор WiggleZ от Австралийская астрономическая обсерватория сканировал галактики, чтобы определить их красное смещение. Затем, используя тот факт, что барионные акустические колебания ушли пустоты Обычно диаметром ≈150 Мпк, окруженные галактиками, пустоты использовались как стандартные линейки для оценки расстояний до галактик до 2000 Мпк (красное смещение 0,6), что позволяло точно оценить скорости галактик по их красному смещению и расстоянию. Данные подтверждены космическое ускорение до половины возраста Вселенной (7 миллиардов лет) и ограничивают ее неоднородность до 1 части из 10.[37] Это является подтверждением космического ускорения независимо от сверхновых.

Поздний интегрированный эффект Сакса – Вульфа

Причины ускоренного космического расширения гравитационные потенциальные ямы и холмы сгладить, как фотоны проходят через них, образуя холодные и горячие пятна на реликтовом излучении, совпадающие с огромными супервоями и сверхскоплениями. Это так называемое позднее время Интегрированный эффект Сакса – Вульфа (ISW) является прямым сигналом темной энергии в плоской Вселенной.[38] В 2008 г. об этом сообщил Хо. и другие.[39] и Джаннантонио и другие.[40]

Наблюдательные данные постоянной Хаббла

Новый подход к проверке свидетельств темной энергии с помощью наблюдений. Постоянная Хаббла data (OHD) в последние годы привлекла к себе большое внимание.[41][42][43][44] Постоянная Хаббла, ЧАС(z), измеряется как функция космологической красное смещение. OHD непосредственно отслеживает историю расширения Вселенной, принимая пассивно эволюционирующие галактики ранних типов как «космические хронометры».[45] С этого момента этот подход обеспечивает стандартные часы во Вселенной. Суть этой идеи - измерение возрастной эволюции как функции красного смещения этих космических хронометров. Таким образом, он дает прямую оценку параметра Хаббла.

Опора на дифференциальную величину, Δz/Δт, может минимизировать многие общие проблемы и систематические эффекты; и как прямое измерение параметра Хаббла вместо его интеграла, например сверхновые и барионные акустические колебания (BAO), он дает больше информации и удобен в вычислениях. По этим причинам он широко использовался для изучения ускоренного космического расширения и изучения свойств темной энергии.

Прямое наблюдение

Попытка непосредственно наблюдать темную энергию в лаборатории не смогла обнаружить новую силу.[46]

Теории темной энергии

Статус темной энергии как гипотетической силы с неизвестными свойствами делает ее очень активной целью исследований. Проблема решается с самых разных сторон, таких как изменение преобладающей теории гравитации (общая теория относительности), попытки определить свойства темной энергии и поиск альтернативных способов объяснения данных наблюдений.

Уравнение состояния темной энергии для 4-х общих моделей от Redshift.[47]
A: Модель CPL,
B: Модель Джассала,
C: Модель Барбозы и Альканиз,
D: Модель Веттериха

Космологическая постоянная

Основная статья: Космологическая постоянная
Дальнейшая информация: Уравнение состояния (космология)
Расчетное распределение иметь значение и энергия во вселенной[48]

Самое простое объяснение темной энергии состоит в том, что это внутренняя, фундаментальная энергия пространства. Это космологическая постоянная, обычно обозначаемая греческой буквой Λ (Лямбда, отсюда Лямбда-CDM модель ). Поскольку энергия и масса связаны уравнением E = MC2, Теория Эйнштейна общая теория относительности предсказывает, что эта энергия будет иметь гравитационный эффект. Иногда его называют энергия вакуума потому что это плотность энергии пустого вакуум.

Космологическая постоянная имеет отрицательное давление, равное и противоположное ее плотность энергии и таким образом вызывает расширение Вселенной до ускоряться. Причину, по которой космологическая постоянная имеет отрицательное давление, можно увидеть из классической термодинамики. В общем, энергия должна теряться изнутри контейнера (контейнер должен воздействовать на окружающую среду), чтобы объем увеличился. В частности, изменение громкости dV требует выполнения работы, равной изменению энергии -P dV, куда п это давление. Но количество энергии в контейнере, полном вакуума, на самом деле увеличивается с увеличением объема, потому что энергия равна ρV, куда ρ - плотность энергии космологической постоянной. Следовательно, п отрицательно и, по сути, п = −ρ.

У космологической постоянной есть два основных преимущества. Во-первых, это просто. Фактически Эйнштейн ввел этот термин в свою первоначальную формулировку общей теории относительности, например, чтобы получить статическую Вселенную. Хотя позже он отказался от термина после Хаббл Было обнаружено, что Вселенная расширяется, отличная от нуля космологическая постоянная может действовать как темная энергия, не изменяя иначе уравнения поля Эйнштейна. Другое преимущество состоит в том, что существует естественное объяснение его происхождения. Наиболее квантовые теории поля предсказывать колебания вакуума это дало бы вакууму такую ​​энергию. Это связано с Эффект Казимира, в котором есть небольшое всасывание в области, где геометрически препятствует образованию виртуальных частиц (например, между пластинами с крошечным разделением).

Крупный выдающийся проблема это то же самое квантовые теории поля предсказывать огромный космологическая постоянная, более 100 порядки величины слишком большой.[12] Это должно быть почти, но не точно, отменено таким же большим членом противоположного знака. Немного суперсимметричный теории требуют космологической постоянной, которая точно равна нулю,[49] что не помогает, потому что суперсимметрия должна быть нарушена. Также неизвестно, существует ли метастабильное вакуумное состояние в теория струн с положительной космологической постоянной.[50]

Тем не менее космологическая постоянная является наиболее экономичное решение к проблеме космическое ускорение. Таким образом, текущая стандартная модель космологии, модель Lambda-CDM, включает космологическую постоянную в качестве важной характеристики.

Квинтэссенция

Основная статья: Квинтэссенция (физика)

В квинтэссенция В моделях темной энергии наблюдаемое ускорение масштабного фактора вызвано потенциальной энергией динамического поле, именуемое полем квинтэссенции. Квинтэссенция отличается от космологической постоянной тем, что может меняться в пространстве и времени. Чтобы он не слипался и не образовывал структура как и материя, поле должно быть очень светлым, чтобы иметь большой Комптоновская длина волны.

Никаких свидетельств квинтэссенции пока нет, но не исключено и это. Обычно он предсказывает немного более медленное ускорение расширения Вселенной, чем космологическая постоянная. Некоторые ученые думают, что лучшим доказательством квинтэссенции могут служить нарушения Эйнштейна. принцип эквивалентности и вариация фундаментальных констант в пространстве или времени.[51] Скалярные поля предсказываются Стандартная модель физики элементарных частиц и теория струн, но проблема, аналогичная проблеме космологической постоянной (или проблеме построения моделей космологическая инфляция ) происходит: перенормировка Теория предсказывает, что скалярные поля должны приобретать большие массы.

Проблема совпадений спрашивает, почему ускорение Вселенной началось тогда, когда это произошло. Если ускорение во Вселенной началось раньше, такие структуры, как галактики никогда бы не успела сформироваться, и жизнь, по крайней мере, в том виде, в каком мы ее знаем, никогда бы не имела шанса на существование. Сторонники антропный принцип рассматривать это как поддержку своих аргументов. Однако многие модели квинтэссенции имеют так называемое «отслеживающее» поведение, которое решает эту проблему. В этих моделях поле квинтэссенции имеет плотность, которая точно соответствует (но меньше) плотности излучения до тех пор, пока равенство материи и излучения, который запускает квинтэссенцию, чтобы начать вести себя как темная энергия, в конечном итоге доминируя во Вселенной. Это, естественно, устанавливает низкий шкала энергии темной энергии.[52][53]

В 2004 году, когда ученые сопоставили эволюцию темной энергии с космологическими данными, они обнаружили, что уравнение состояния, возможно, пересекло границу космологической постоянной (w = -1) сверху вниз. Доказана запретная теорема, которая дает этому сценарию как минимум две степени свободы, необходимые для моделей темной энергии.Этот сценарий так называемый Квинтом сценарий.

Некоторые частные случаи квинтэссенции: фантомная энергия, в котором плотность энергии квинтэссенции действительно увеличивается со временем, и k-эссенция (сокращение от кинетической квинтэссенции), которая имеет нестандартную форму кинетическая энергия например, отрицательная кинетическая энергия.[54] Они могут обладать необычными свойствами: фантомная энергия, например, может вызвать Большой разрыв.

Взаимодействие темной энергии

Этот класс теорий пытается предложить всеобъемлющую теорию темной материи и темной энергии как единого явления, изменяющего законы гравитации в различных масштабах. Это может, например, рассматривать темную энергию и темную материю как разные грани одного и того же неизвестного вещества.[55] или постулируйте, что холодная темная материя распадается на темную энергию.[56] Другой класс теорий, объединяющих темную материю и темную энергию, предлагается в качестве ковариантных теорий модифицированной гравитации. Эти теории изменяют динамику пространства-времени, так что модифицированная динамика связана с тем, что было приписано присутствию темной энергии и темной материи.[57]

Модели переменной темной энергии

Плотность темной энергии могла изменяться во времени на протяжении истории Вселенной. Современные данные наблюдений позволяют оценить нынешнюю плотность темной энергии. С помощью барионные акустические колебания, можно исследовать влияние темной энергии в истории Вселенной и ограничивать параметры уравнение состояния темной энергии. С этой целью было предложено несколько моделей. Одна из самых популярных моделей - модель Шевалье – Полярского – Линдера (CPL).[58][59] Вот некоторые другие распространенные модели (Barboza & Alcaniz. 2008),[60] (Jassal et al. 2005),[61] (Wetterich. 2004),[62] (Озтас и др., 2018).[63][64]

Наблюдательный скептицизм

Некоторые альтернативы темной энергии, такие как неоднородная космология, стремятся объяснить данные наблюдений более точным использованием установленных теорий. В этом сценарии темная энергия фактически не существует, а является всего лишь артефактом измерения. Например, если мы находимся в более пустой, чем в среднем, области пространства, наблюдаемая скорость космического расширения может быть ошибочно принята за изменение во времени или за ускорение.[65][66][67][68] Другой подход использует космологическое расширение принцип эквивалентности чтобы показать, как может казаться, что пространство расширяется быстрее в пустотах, окружающих наше локальное скопление. Несмотря на свою слабость, такие эффекты, совокупно рассматриваемые в течение миллиардов лет, могут стать значительными, создавая иллюзию космического ускорения и создавая впечатление, будто мы живем в Пузырь Хаббла.[69][70][71] Еще одна возможность состоит в том, что ускоренное расширение Вселенной - это иллюзия, вызванная нашим относительным движением по отношению к остальной Вселенной.[72][73] или что использованные статистические методы были несовершенными.[74][75] Также было высказано предположение, что анизотропия локальной Вселенной была искажена как темная энергия. Это утверждение было быстро опровергнуто другими, включая статью физиков Д. Рубина и Дж. Хайтлауфа.[76] Попытка лабораторного прямого обнаружения не смогла обнаружить никаких сил, связанных с темной энергией.[46]

Исследование, опубликованное в 2020 году, поставило под сомнение обоснованность основного предположения о том, что светимость сверхновых типа Ia не зависит от возраста звездного населения, и предполагает, что темная энергия на самом деле может не существовать. Ведущий исследователь нового исследования Янг-Ук Ли из Университет Йонсей, сказал "Наш результат иллюстрирует, что темная энергия от Космология СН, что привело к Нобелевская премия по физике 2011 г., может быть артефактом хрупкого и ложного предположения ".[77][78] Другие космологи, в том числе Адам Рисс,[79] который получил Нобелевскую премию 2011 года за открытие темной энергии.

Другой механизм вождения ускорение

Модифицированная гравитация

Смотрите также: Массивная гравитация

Доказательства темной энергии во многом зависят от общей теории относительности. Следовательно, возможно, что модификация общей теории относительности также устраняет необходимость в темной энергии. Таких теорий очень много, и исследования продолжаются.[80][81] Измерение скорости силы тяжести в первой гравитационной волне, измеренное негравитационными средствами (GW170817 ) исключил многие модифицированные теории гравитации как объяснения темной энергии.[82][83][84]

Астрофизик Итан Сигель утверждает, что, хотя такие альтернативы широко освещаются в прессе, почти все профессиональные астрофизики уверены, что темная энергия существует, и что ни одна из конкурирующих теорий не объясняет наблюдения с таким же уровнем точности, как стандартная темная энергия.[85]

Последствия для судьбы вселенной

Космологи считают, что ускорение началось примерно 5 миллиардов лет назад.[86][примечания 1] До этого считается, что расширение замедлялось из-за притягивающего влияния материи. Плотность темной материи в расширяющейся Вселенной уменьшается быстрее, чем темная энергия, и в конечном итоге темная энергия доминирует. В частности, когда объем Вселенной удваивается, плотность темная материя уменьшается вдвое, но плотность темной энергии почти не меняется (она точно постоянна в случае космологической постоянной).

Прогнозы в будущее могут радикально отличаться для разных моделей темной энергии. Для космологической постоянной или любой другой модели, предсказывающей, что ускорение будет продолжаться бесконечно, конечным результатом будет то, что галактики за пределами Местная группа будет лучевая скорость которая со временем постоянно увеличивается, в конечном итоге намного превышая скорость света.[87] Это не нарушение специальная теория относительности поскольку используемое здесь понятие "скорость" отличается от понятия скорости в локальном инерциальная система отсчета, которая по-прежнему ограничена, чтобы быть меньше скорости света для любого массивного объекта (см. Использование правильного расстояния для обсуждения тонкостей определения любого понятия относительной скорости в космологии). Поскольку Параметр Хаббла уменьшается со временем, на самом деле могут быть случаи, когда галактика, удаляющаяся от нас быстрее, чем свет, действительно может излучать сигнал, который в конечном итоге достигает нас.[88][89] Однако из-за ускоряющегося расширения предполагается, что большинство галактик в конечном итоге пересечет космологический тип. горизонт событий где любой свет, который они излучают после этой точки, никогда не сможет достичь нас в любое время в бесконечном будущем[90] потому что свет никогда не достигает точки, где его «особая скорость» по направлению к нам превышает скорость расширения от нас (эти два понятия скорости также обсуждаются в Использование правильного расстояния ). Предполагая, что темная энергия постоянна (a космологическая постоянная ), текущее расстояние до этого космологического горизонта событий составляет около 16 миллиардов световых лет, а это означает, что сигнал от происходящего события в настоящий момент в конечном итоге сможет достичь нас в будущем, если событие будет на расстоянии менее 16 миллиардов световых лет, но сигнал никогда не достигнет нас, если событие будет на расстоянии более 16 миллиардов световых лет.[89]

По мере приближения галактик к точке пересечения этого космологического горизонта событий свет от них будет становиться все больше и больше. красное смещение, до такой степени, что длина волны становится слишком большой, чтобы ее можно было обнаружить на практике, и галактики, кажется, полностью исчезают[91][92] (видеть Будущее расширяющейся Вселенной ). Планета Земля, Млечный Путь, и Местная группа, частью которой является Млечный Путь, останется практически нетронутой, поскольку остальная часть Вселенной отступит и исчезнет из поля зрения. В этом случае местная группа в конечном итоге пострадает. тепловая смерть, как и предполагалось для плоской Вселенной с преобладанием материи до измерения космическое ускорение.

Есть и другие, более умозрительные представления о будущем Вселенной. В фантомная энергия модель темной энергии приводит к расходящийся расширение, что означало бы, что эффективная сила темной энергии продолжает расти, пока не станет преобладать над всеми другими силами во Вселенной. Согласно этому сценарию, темная энергия в конечном итоге разорвет на части все гравитационно связанные структуры, включая галактики и солнечные системы, и в конечном итоге преодолеет электрические и ядерные силы разорвать сами атомы, закончив вселенную в "Большой разрыв ". С другой стороны, темная энергия может со временем рассеяться или даже стать привлекательной. Такая неопределенность оставляет открытой возможность того, что гравитация все еще может править днем ​​и привести к Вселенной, которая сжимается сама по себе в".Большой хруст ",[93] или что может даже быть цикл темной энергии, что подразумевает циклическая модель Вселенной в котором каждая итерация (Большой взрыв затем в конце концов Большой хруст ) занимает около триллион (1012) годы.[94][95] Хотя ничто из этого не подтверждается наблюдениями, они не исключены.

В философии науки

В философия науки, темная энергия является примером «вспомогательной гипотезы», для этого случая постулат, добавленный к теории в ответ на наблюдения, фальсифицировать Это. Утверждалось, что гипотеза темной энергии конвенционалист гипотеза, то есть гипотеза, которая не добавляет эмпирического содержания и, следовательно, необъяснимый в смысле, определяемом Карл Поппер.[96]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ [86] Frieman, Turner & Huterer (2008) стр. 6: «Вселенная пережила три различные эпохи: преобладание излучения, z ≳ 3000; с преобладанием материи, 3000 ≳ z ≳ 0.5; и преобладает темная энергия, z ≲ 0.5. Эволюция масштабного фактора контролируется доминирующей формой энергии: а(т) ∝ т2/3(1 + ш) (для постоянного ш). В эпоху преобладания радиации а(т) ∝ т1/2; в эпоху господства материи, а(т) ∝ т2/3; и для эпохи доминирования темной энергии, если предположить ш = −1, асимптотически а(т) ∝ exp (Ht)."
    п. 44: "Взятые вместе, все текущие данные убедительно свидетельствуют о существовании темной энергии; они ограничивают долю критической плотности, вносимую темной энергией, 0,76 ± 0,02, и параметр уравнения состояния, ш ≈ −1 ± 0,1 (стат) ± 0,1 (сис), предполагая, что ш постоянно. Это означает, что Вселенная начала ускоряться при красном смещении. z ∼ 0,4 и возраст т ∼ 10 млрд лет. Эти результаты надежны - данные из любого одного метода могут быть удалены без ущерба для ограничений - и они не будут существенно ослаблены, если отказаться от предположения о пространственной плоскости ».

Рекомендации

  1. ^ Прощай, Деннис (20 февраля 2017 г.). «Космический спор: Вселенная расширяется, но насколько быстро?». Нью-Йорк Таймс. Получено 21 февраля 2017.
  2. ^ Пиблз, П. Дж. Э .; Ратра, Бхарат (2003). «Космологическая постоянная и темная энергия». Обзоры современной физики. 75 (2): 559–606. arXiv:astro-ph / 0207347. Bibcode:2003РвМП ... 75..559П. Дои:10.1103 / RevModPhys.75.559. S2CID  118961123.
  3. ^ Прощай, Деннис (25 февраля 2019 г.). «Неужели Темные Силы возились с Космосом? - Аксионы? Фантомная энергия? Астрофизики пытаются залатать дыру во Вселенной, переписывая космическую историю в процессе». Нью-Йорк Таймс. Получено 26 февраля 2019.
  4. ^ Ade, P.A.R .; Aghanim, N .; Alves, M. I. R .; и другие. (Сотрудничество Planck) (22 марта 2013 г.). «Результаты Planck 2013. I. Обзор продуктов и научных результатов - Таблица 9». Астрономия и астрофизика. 571: A1. arXiv:1303.5062. Bibcode:2014A & A ... 571A ... 1P. Дои:10.1051/0004-6361/201321529. S2CID  218716838.
  5. ^ Ade, P.A.R .; Aghanim, N .; Alves, M. I. R .; и другие. (Сотрудничество Planck) (31 марта 2013 г.). «Документы о результатах Planck 2013». Астрономия и астрофизика. 571: A1. arXiv:1303.5062. Bibcode:2014A & A ... 571A ... 1P. Дои:10.1051/0004-6361/201321529. S2CID  218716838. Архивировано из оригинал 23 марта 2013 г.
  6. ^ а б «Первые результаты Планка: Вселенная по-прежнему странная и интересная». 21 марта 2013 г.
  7. ^ Шон Кэрролл, доктор философии, Калифорнийский технологический институт, 2007 г., The Teaching Company, Темная материя, темная энергия: темная сторона Вселенной, Путеводитель, часть 2, стр. 46. Проверено 7 октября 2013 г., «... темная энергия: гладкий, устойчивый компонент невидимой энергии, который, как считается, составляет около 70 процентов текущей плотности энергии Вселенной. Темная энергия, как известно, является гладкий, потому что он не накапливается преимущественно в галактиках и скоплениях ... "
  8. ^ Пол Дж. Стейнхардт; Нил Турок (2006). «Почему космологическая постоянная мала и положительна». Наука. 312 (5777): 1180–1183. arXiv:astro-ph / 0605173. Bibcode:2006Научный ... 312.1180S. Дои:10.1126 / science.1126231. PMID  16675662. S2CID  14178620.
  9. ^ «Темная энергия». Гиперфизика. Получено 4 января 2014.
  10. ^ Феррис, Тимоти (январь 2015 г.). «Темная материя (темная энергия)». Получено 10 июн 2015.
  11. ^ «Луна мутит воду». Архивировано из оригинал 22 ноября 2016 г.. Получено 21 ноября 2016.
  12. ^ а б Кэрролл, Шон (2001). «Космологическая постоянная». Живые обзоры в теории относительности. 4 (1): 1. arXiv:Astro-ph / 0004075. Bibcode:2001ЛРР ..... 4 .... 1С. Дои:10.12942 / lrr-2001-1. ЧВК  5256042. PMID  28179856. Архивировано из оригинал 13 октября 2006 г.. Получено 28 сентября 2006.
  13. ^ Kragh, H (2012). «Прелюдии к темной энергии: энергия нулевой точки и вакуумные спекуляции». Архив истории точных наук. 66 (3): 199–240. arXiv:1111.4623. Дои:10.1007 / s00407-011-0092-3. S2CID  118593162.
  14. ^ Бухерт, Т; Карфора, М; Эллис, Г. Ф. Р; Колб, EW; МакКаллум, Массачусетс; Островски, Дж. Дж .; Räsänen, S; Рукема, Б. Ф.; Андерссон, L; Коли, А А; Уилтшир, Д. Л. (5 ноября 2015 г.). «Есть ли доказательства того, что обратная реакция неоднородностей не имеет отношения к космологии?». Классическая и квантовая гравитация. 32 (21): 215021. arXiv:1505.07800. Bibcode:2015CQGra..32u5021B. Дои:10.1088/0264-9381/32/21/215021. ISSN  0264-9381. S2CID  51693570.
  15. ^ Кларксон, Крис; Эллис, Джордж; Ларена, Жюльен; Уме, Обинна (1 ноября 2011 г.). «Влияет ли рост структуры на наши динамические модели Вселенной? Проблемы усреднения, обратной реакции и подгонки в космологии». Отчеты о достижениях физики. 74 (11): 112901. arXiv:1109.2314. Дои:10.1088/0034-4885/74/11/112901. ISSN  0034-4885. S2CID  55761442.
  16. ^ Харви, Алекс (2012). «Как Эйнштейн открыл темную энергию». arXiv:1211.6338 [Physics.hist-ph ].
  17. ^ Альберт Эйнштейн, «Комментарий к заметке Шредингера« О системе решений для обобщенно ковариантных уравнений гравитационного поля »» https://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol7-trans/47
  18. ^ О’Райфартай К., О’Киф М., Нахм В. и С. Миттон. (2017). «Статическая модель Вселенной Эйнштейна 1917 года: столетний обзор». Евро. Phys. J. (H) 42: 431–474.
  19. ^ Гамов, Джордж (1970) Моя мировая линия: неформальная автобиография. п. 44: «Много позже, когда я обсуждал космологические проблемы с Эйнштейном, он заметил, что введение космологического термина было самой большой ошибкой, которую он когда-либо делал в своей жизни». - Здесь «космологический термин» относится к космологической постоянной в уравнениях общей теории относительности, значение которой Эйнштейн изначально выбрал, чтобы гарантировать, что его модель Вселенной не будет ни расширяться, ни сжиматься; если бы он не сделал этого, он мог бы теоретически предсказать вселенское расширение, которое впервые наблюдал Эдвин Хаббл.
  20. ^ а б Рисс, Адам Г.; Филиппенко; Чаллис; Clocchiatti; Диркс; Гарнавич; Гиллиланд; Хоган; Джа; Киршнер; Лейбундгут; Филлипс; Рейсс; Шмидт; Шоммер; Смит; Спиромилио; Стаббс; Сунцефф; Тонри (1998). «Наблюдательные свидетельства сверхновых для ускоряющейся Вселенной и космологической постоянной». Астрономический журнал. 116 (3): 1009–1038. arXiv:Astro-ph / 9805201. Bibcode:1998AJ .... 116.1009R. Дои:10.1086/300499. S2CID  15640044.
  21. ^ а б Перлмуттер, С.; Олдеринг; Гольдхабер; Кноп; Ньюджент; Кастро; Деустуа; Fabbro; Губар; Жених; Крюк; Ким; Ким; Ли; Нуньес; Боль; Pennypacker; Куимби; Лидман; Эллис; Ирвин; МакМахон; Руис ‐ Лапуэнте; Уолтон; Шефер; Бойл; Филиппенко; Мэтисон; Фрухтер; и другие. (1999). «Измерения Омега и Лямбды от 42 сверхновых с большим красным смещением». Астрофизический журнал. 517 (2): 565–586. arXiv:Astro-ph / 9812133. Bibcode:1999ApJ ... 517..565P. Дои:10.1086/307221. S2CID  118910636.
  22. ^ Термин «темная энергия» впервые встречается в статье другого космолога и ученика Тернера Драгана Хутерера «Перспективы исследования темной энергии с помощью измерений расстояний до сверхновых», которая была размещена в Архив электронной печати ArXiv.org в Август 1998 г. и опубликовано в Huterer, D .; Тернер, М. (1999). «Перспективы исследования темной энергии с помощью измерения расстояний до сверхновых». Физический обзор D. 60 (8): 081301. arXiv:Astro-ph / 9808133. Bibcode:1999ПхРвД..60х1301Х. Дои:10.1103 / PhysRevD.60.081301. S2CID  12777640., хотя то, как здесь трактуется этот термин, предполагает, что он уже использовался повсеместно. Космолог Сол Перлмуттер приписал Тернеру создание этого термина в статье они написали вместе с Мартином Уайтом, где это заключено в кавычки, как если бы это был неологизм. Perlmutter, S .; Тернер, М .; Уайт, М. (1999). «Сдерживание темной энергии с помощью сверхновых типа Ia и крупномасштабной структуры». Письма с физическими проверками. 83 (4): 670–673. arXiv:Astro-ph / 9901052. Bibcode:1999ПхРвЛ..83..670П. Дои:10.1103 / PhysRevLett.83.670. S2CID  119427069.
  23. ^ Астье, Пьер (Обзор наследия Supernova ); Парень; Regnault; Боль; Обург; Балам; Баса; Карлберг; Fabbro; Фуше; Крюк; Хауэлл; Лафу; Нил; Паланк-Делабруий; Перретт; Притчет; Богатые; Салливан; Хвостовик; Олдеринг; Antilogus; Арсеньевич; Балланд; Баумон; Брондер; Куртуа; Эллис; Филиол; и другие. (2006). "Наследие Supernova: измерение ΩM, ΩΛ и W из набора данных за первый год ". Астрономия и астрофизика. 447 (1): 31–48. arXiv:astro-ph / 0510447. Bibcode:2006A & A ... 447 ... 31A. Дои:10.1051/0004-6361:20054185. S2CID  119344498.
  24. ^ Овербай, Деннис (22 июля 2003 г.). «Астрономы сообщают о доказательствах расщепления Вселенной« темной энергией »». Нью-Йорк Таймс. Получено 5 августа 2015.
  25. ^ Чжун-Юэ Ван (2016). «Современная теория электромагнитных метаматериалов». Плазмоника. 11 (2): 503–508. Дои:10.1007 / s11468-015-0071-7. S2CID  122346519.
  26. ^ Даниэль Бауманн. "Космология: Часть III Математические трибуны, Кембриджский университет" (PDF). п. 21−22. Архивировано из оригинал (PDF) 2 февраля 2017 г.. Получено 31 января 2017.
  27. ^ Дуррер, Р. (2011). «Что мы действительно знаем о темной энергии?». Философские труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки. 369 (1957): 5102–5114. arXiv:1103.5331. Bibcode:2011RSPTA.369.5102D. Дои:10.1098 / rsta.2011.0285. PMID  22084297. S2CID  17562830.
  28. ^ Первая статья, в которой использовались данные наблюдений и утверждала положительный лямбда-член, была Paál, G .; и другие. (1992). «Инфляция и компактификация от красных смещений галактик?». Астрофизика и космическая наука. 191 (1): 107–124. Bibcode:1992Ap & SS.191..107P. Дои:10.1007 / BF00644200. S2CID  116951785.
  29. ^ «Нобелевская премия по физике 2011 г.». Нобелевский фонд. Получено 4 октября 2011.
  30. ^ Нобелевская премия по физике 2011 г.. Перлмуттеру досталась половина приза, а другая половина была поделена между Шмидтом и Риссом.
  31. ^ а б Spergel, D. N .; и другие. (Сотрудничество WMAP) (июнь 2007 г.). "Результаты трехлетнего исследования микроволнового зонда анизотропии Уилкинсона (WMAP): значение для космологии" (PDF). Серия дополнений к астрофизическому журналу. 170 (2): 377–408. arXiv:Astro-ph / 0603449. Bibcode:2007ApJS..170..377S. CiteSeerX  10.1.1.472.2550. Дои:10.1086/513700. S2CID  1386346.
  32. ^ Дуррер, Р. (2011). «Что мы действительно знаем о темной энергии?». Философские труды Королевского общества A. 369 (1957): 5102–5114. arXiv:1103.5331. Bibcode:2011RSPTA.369.5102D. Дои:10.1098 / rsta.2011.0285. PMID  22084297. S2CID  17562830.
  33. ^ Ковальски, Марек; Рубин, Дэвид; Aldering, G .; Agostinho, R.J .; Амадон, А .; Amanullah, R .; Balland, C .; Barbary, K .; Blanc, G .; Challis, P.J .; Конли, А .; Коннолли, Н. В .; Covarrubias, R .; Dawson, K. S .; Deustua, S.E .; Ellis, R .; Fabbro, S .; Фадеев, В .; Fan, X .; Farris, B .; Folatelli, G .; Frye, B.L .; Garavini, G .; Гейтс, Э. Л .; Германия, L .; Goldhaber, G .; Goldman, B .; Goobar, A .; Жених, Д. Э .; и другие. (27 октября 2008 г.). «Улучшенные космологические ограничения из новых, старых и комбинированных наборов данных о сверхновых». Астрофизический журнал. 686 (2): 749–778. arXiv:0804.4142. Bibcode:2008ApJ ... 686..749K. Дои:10.1086/589937. S2CID  119197696.. Они находят наиболее подходящую стоимость плотность темной энергии, ΩΛ 0,713 + 0,027–0,029 (стат )+0.036–0.039(sys ), из полная плотность вещества, ΩM, из 0,274 + 0,016–0,016 (стат) + 0,013–0,012 (сис) с уравнение параметра состояния w = -0,969 + 0,059–0,063 (стат) + 0,063–0,066 (сис).
  34. ^ «Содержание Вселенной - круговая диаграмма». СВЧ-датчик анизотропии Wilkinson. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. Получено 9 января 2018.
  35. ^ «Послесвечение Большого взрыва показывает, что Вселенная на 80 миллионов лет старше, чем первоначально думали ученые». Вашингтон Пост. Архивировано из оригинал 22 марта 2013 г.. Получено 22 марта 2013.
  36. ^ «Новый метод» подтверждает темную энергию'". Новости BBC. 19 мая 2011 г.
  37. ^ а б Темная энергия реальна, Технологический университет Суинберна, 19 мая 2011 г.
  38. ^ Crittenden; Нил Турок (1996). «В поисках $ Lambda $ с эффектом Риса-Сиамы». Письма с физическими проверками. 76 (4): 575–578. arXiv:Astro-ph / 9510072. Bibcode:1996ПхРвЛ..76..575С. Дои:10.1103 / PhysRevLett.76.575. PMID  10061494.
  39. ^ Ширли Хо; Хирата; Никхил Падманабхан; Урос Селджак; Нета Бахколл (2008). "Корреляция реликтового излучения с крупномасштабной структурой: I. Томография ISW и космологические последствия". Физический обзор D. 78 (4): 043519. arXiv:0801.0642. Bibcode:2008PhRvD..78d3519H. Дои:10.1103 / PhysRevD.78.043519. S2CID  38383124.
  40. ^ Томмазо Джаннантонио; Райан Скрэнтон; Crittenden; Николай; Boughn; Майерс; Ричардс (2008). «Комбинированный анализ интегрированного эффекта Сакса-Вульфа и космологических последствий». Физический обзор D. 77 (12): 123520. arXiv:0801.4380. Bibcode:2008ПхРвД..77л3520Г. Дои:10.1103 / PhysRevD.77.123520. S2CID  21763795.
  41. ^ Zelong Yi; Тунцзе Чжан (2007). «Ограничения на голографические модели темной энергии, использующие дифференциальный возраст пассивно развивающихся галактик». Буквы A по современной физике. 22 (1): 41–54. arXiv:Astro-ph / 0605596. Bibcode:2007MPLA ... 22 ... 41л. Дои:10.1142 / S0217732307020889. S2CID  8220261.
  42. ^ Хаойи Ван; Zelong Yi; Тунцзе Чжан; Цзе Чжоу (2007). «Ограничения на Вселенную DGP с использованием наблюдательного параметра Хаббла». Письма по физике B. 651 (5): 1368–1379. arXiv:0706.2723. Bibcode:2007ФЛБ..651..352Вт. Дои:10.1016 / j.physletb.2007.06.053. S2CID  119125999.
  43. ^ Конг Ма; Тунцзе Чжан (2011). «Сила данных наблюдений о параметрах Хаббла: образец заслуги исследования». Астрофизический журнал. 730 (2): 74. arXiv:1007.3787. Bibcode:2011ApJ ... 730 ... 74M. Дои:10.1088 / 0004-637X / 730/2/74. S2CID  119181595.
  44. ^ Тунцзе Чжан; Конг Ма; Тиан Лан (2010). "Ограничения на темной стороне Вселенной и данные о параметрах наблюдений Хаббла". Достижения в астрономии. 2010 (1): 1. arXiv:1010.1307. Bibcode:2010AdAst2010E..81Z. Дои:10.1155/2010/184284. S2CID  62885316.
  45. ^ Джоан Саймон; Лисия Верде; Рауль Хименес (2005). «Ограничения на красное смещение зависимости потенциала темной энергии». Физический обзор D. 71 (12): 123001. arXiv:astro-ph / 0412269. Bibcode:2005ПхРвД..71л3001С. Дои:10.1103 / PhysRevD.71.123001. S2CID  13215290.
  46. ^ а б Д. О. Сабульский; И. Дутта; Э. А. Хайндс; Б. Старейшина; C. Burrage; Э. Дж. Коупленд (2019). «Эксперимент по обнаружению сил темной энергии с помощью атомной интерферометрии». Письма с физическими проверками. 123 (6): 061102. arXiv:1812.08244. Bibcode:2019ПхРвЛ.123ф1102С. Дои:10.1103 / PhysRevLett.123.061102. PMID  31491160. S2CID  118935116.
  47. ^ Эхсан Садри, магистр астрофизики, Университет Азад, Тегеран
  48. ^ «Планк открывает почти идеальную Вселенную». Планк. ЕКА. 21 марта 2013 г.. Получено 21 марта 2013.
  49. ^ Весс, Юлиус; Баггер, Джонатан (1992). Суперсимметрия и супергравитация. ISBN  978-0691025308.
  50. ^ Вулховер, Натали (9 августа 2018 г.). «Темная энергия может быть несовместима с теорией струн». Журнал Quanta. Фонд Саймонса. Получено 2 апреля 2020.
  51. ^ Кэрролл, Шон М. (1998). «Квинтэссенция и остальной мир: подавление дальнодействующих взаимодействий». Письма с физическими проверками. 81 (15): 3067–3070. arXiv:Astro-ph / 9806099. Bibcode:1998ПхРвЛ..81.3067С. Дои:10.1103 / PhysRevLett.81.3067. ISSN  0031-9007. S2CID  14539052.
  52. ^ Ратра, Бхарат; Пиблз, П.Дж. (1988). «Космологические последствия катящегося однородного скалярного поля». Phys. Rev. D37 (12): 3406–3427. Bibcode:1988ПхРвД..37.3406Р. Дои:10.1103 / PhysRevD.37.3406. PMID  9958635.
  53. ^ Steinhardt, Paul J .; Ван, Ли-Минь; Златев, Ивайло (1999). «Решения для космологического слежения». Phys. Rev. D59 (12): 123504. arXiv:Astro-ph / 9812313. Bibcode:1999ПхРвД..59л3504С. Дои:10.1103 / PhysRevD.59.123504. S2CID  40714104.
  54. ^ Р. Р. Колдуэлл (2002). «Фантомная угроза? Космологические последствия компонента темной энергии со сверхотрицательным уравнением состояния». Письма по физике B. 545 (1–2): 23–29. arXiv:Astro-ph / 9908168. Bibcode:2002ФЛБ..545 ... 23С. Дои:10.1016 / S0370-2693 (02) 02589-3. S2CID  9820570.
  55. ^ Видеть темная жидкость.
  56. ^ Рафаэль Дж. Ф. Маркондес (5 октября 2016 г.). «Взаимодействие моделей темной энергии в космологии и наблюдательные тесты крупномасштабных структур». arXiv:1610.01272 [astro-ph.CO ].
  57. ^ Эксирифард, К. (2011). «Феноменологический ковариантный подход к гравитации». Общая теория относительности и гравитации. 43 (1): 93–106. arXiv:0808.1962. Bibcode:2011GReGr..43 ... 93E. Дои:10.1007 / s10714-010-1073-6. S2CID  119169726.
  58. ^ Chevallier, M; Polarski, D (2001). «Ускорение вселенных с масштабированием темной материи». Международный журнал современной физики D. 10 (2): 213–224. arXiv:gr-qc / 0009008. Bibcode:2001IJMPD..10..213C. Дои:10.1142 / S0218271801000822. S2CID  16489484.
  59. ^ Линдер, Эрик В. (3 марта 2003 г.). «Изучение истории расширения Вселенной». Письма с физическими проверками. 90 (9): 091301. arXiv:Astro-ph / 0208512. Bibcode:2003ПхРвЛ..90и1301Л. Дои:10.1103 / PhysRevLett.90.091301. PMID  12689209. S2CID  16219710.
  60. ^ Alcaniz, E.M .; Альканиз, Дж. (2008).«Параметрическая модель темной энергии». Письма по физике B. 666 (5): 415–419. arXiv:0805.1713. Bibcode:2008ФЛБ..666..415Б. Дои:10.1016 / j.physletb.2008.08.012. S2CID  118306372.
  61. ^ Jassal, H.K; Багла, Дж.С. (2010). «Понимание происхождения ограничений реликтового излучения на темную энергию». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества. 405 (4): 2639–2650. arXiv:Astro-ph / 0601389. Bibcode:2010MNRAS.405.2639J. Дои:10.1111 / j.1365-2966.2010.16647.x. S2CID  9144993.
  62. ^ Веттерих, К. (2004). «Феноменологическая параметризация квинтэссенции». Письма по физике B. 594 (1–2): 17–22. arXiv:astro-ph / 0403289. Bibcode:2004ФЛБ..594 ... 17Вт. Дои:10.1016 / j.physletb.2004.05.008.
  63. ^ Озтас, А .; Dil, E .; Смит, М. (2018). «Переменная космологическая постоянная: новое приближение к уравнениям Фридмана и модели Вселенной». Пн. Нет. R. Astron. Soc. 476 (1): 451–458. Bibcode:2018МНРАС.476..451O. Дои:10.1093 / mnras / sty221.
  64. ^ Озтас, А. (2018). «Влияние изменяющейся космологической постоянной на горизонт частиц». Пн. Нет. R. Astron. Soc. 481 (2): 2228–2234. Bibcode:2018МНРАС.481.2228О. Дои:10.1093 / mnras / sty2375.
  65. ^ Уилтшир, Дэвид Л. (2007). «Точное решение проблемы усреднения в космологии». Письма с физическими проверками. 99 (25): 251101. arXiv:0709.0732. Bibcode:2007PhRvL..99y1101W. Дои:10.1103 / PhysRevLett.99.251101. PMID  18233512. S2CID  1152275.
  66. ^ Исхак, Мустафа; Ричардсон, Джеймс; Гарред, Дэвид; Уиттингтон, Далила; Нванкво, Энтони; Суссман, Роберто (2008). «Темная энергия или кажущееся ускорение из-за релятивистской космологической модели, более сложной, чем FLRW?». Физический обзор D. 78 (12): 123531. arXiv:0708.2943. Bibcode:2008ПхРвД..78л3531И. Дои:10.1103 / PhysRevD.78.123531. S2CID  118801032.
  67. ^ Матссон, Теппо (2010). «Темная энергия как мираж». Gen. Rel. Грав. 42 (3): 567–599. arXiv:0711.4264. Bibcode:2010GReGr..42..567M. Дои:10.1007 / s10714-009-0873-z. S2CID  14226736.
  68. ^ Клифтон, Тимоти; Феррейра, Педро (апрель 2009 г.). «Существует ли на самом деле темная энергия?». Scientific American. 300 (4): 48–55. Bibcode:2009SciAm.300d..48C. Дои:10.1038 / scientificamerican0409-48. PMID  19363920.
  69. ^ Уилтшир, Д. (2008). «Принцип космологической эквивалентности и предел слабого поля». Физический обзор D. 78 (8): 084032. arXiv:0809.1183. Bibcode:2008ПхРвД..78х4032Вт. Дои:10.1103 / PhysRevD.78.084032. S2CID  53709630.
  70. ^ Грей, Стюарт (8 декабря 2009 г.). «Темные вопросы остаются над темной энергией». ABC Science Australia. Получено 27 января 2013.
  71. ^ Мерали, Зея (март 2012 г.). «Неужели величайшая работа Эйнштейна неверна - потому что он не зашел слишком далеко?». Откройте для себя журнал. Получено 27 января 2013.
  72. ^ Вулховер, Натали (27 сентября, 2011 г.) «Ускоряющаяся вселенная» могла быть просто иллюзией, NBC News
  73. ^ Цагас, Христос Г. (2011). «Пекулярные движения, ускоренное расширение и космологическая ось». Физический обзор D. 84 (6): 063503. arXiv:1107.4045. Bibcode:2011ПхРвД..84ф3503Т. Дои:10.1103 / PhysRevD.84.063503. S2CID  119179171.
  74. ^ Дж. Т. Нильсен; А. Гуффанти; С. Саркар (21 октября 2016 г.). «Незначительное свидетельство космического ускорения от сверхновых типа Ia». Научные отчеты. 6: 35596. arXiv:1506.01354. Bibcode:2016НатСР ... 635596Н. Дои:10.1038 / srep35596. ЧВК  5073293. PMID  27767125.
  75. ^ Стюарт Гиллеспи (21 октября 2016 г.). «Вселенная расширяется с ускоряющейся скоростью - или нет?». Оксфордский университет - Новости и события - Научный блог (WP: NEWSBLOG).
  76. ^ Рубин, Д .; Хайтлауф, Дж. (6 мая 2020 г.). «Ускоряется ли расширение Вселенной? Все признаки по-прежнему указывают на да: локальная дипольная анизотропия не может объяснить темную энергию». Астрофизический журнал. 894 (1): 68. arXiv:1912.02191. Bibcode:2020ApJ ... 894 ... 68R. Дои:10.3847 / 1538-4357 / ab7a16. ISSN  1538-4357. S2CID  208637339.
  77. ^ Университет Йонсей (6 января 2020 г.). «Новые данные показывают, что ключевое предположение, сделанное при открытии темной энергии, ошибочно». Phys.org. Получено 6 января 2020.
  78. ^ Канг, Ицзюнг; и другие. (2020). "Родственные галактики ранних типов сверхновых типа Ia. II. Свидетельства эволюции светимости в космологии сверхновых". Астрофизический журнал. 889 (1): 8. arXiv:1912.04903. Bibcode:2020ApJ ... 889 .... 8K. Дои:10.3847 / 1538-4357 / ab5afc. S2CID  209202868.
  79. ^ Январь 2020, Chelsea Gohd 09. «Разоблачена ли темная энергия? Вероятно, нет». Space.com. Получено 14 февраля 2020.
  80. ^ Видеть М. Сами; Р. Мырзакулов (2015). «Позднее космическое ускорение: азбука темной энергии и модифицированные теории гравитации». Международный журнал современной физики D. 25 (12): 1630031. arXiv:1309.4188. Bibcode:2016IJMPD..2530031S. Дои:10.1142 / S0218271816300317. S2CID  119256879. для недавнего обзора
  81. ^ Остин Джойс; Лукас Ломбрайзер; Фабиан Шмидт (2016). «Темная энергия против модифицированной гравитации». Ежегодный обзор ядерной науки и физики элементарных частиц. 66 (1): 95. arXiv:1601.06133. Bibcode:2016ARNPS..66 ... 95J. Дои:10.1146 / annurev-nucl-102115-044553. S2CID  118468001.
  82. ^ Ломбрайзер, Лукас; Лима, Нельсон (2017). «Проблемы самоускорения в модифицированной гравитации от гравитационных волн и крупномасштабных структур». Письма по физике B. 765: 382–385. arXiv:1602.07670. Bibcode:2017ФЛБ..765..382Л. Дои:10.1016 / j.physletb.2016.12.048. S2CID  118486016.
  83. ^ «Поиски разгадки теории Эйнштейна могут скоро закончиться». Phys.org. 10 февраля 2017 г.. Получено 29 октября 2017.
  84. ^ «Теоретическая битва: темная энергия против модифицированной гравитации». Ars Technica. 25 февраля 2017 г.. Получено 27 октября 2017.
  85. ^ Сигел, Итан (2018). «Чего астрономы хотят, чтобы каждый знал о темной материи и темной энергии». Forbes (блог начинается с взрыва). Получено 11 апреля 2018.
  86. ^ а б Frieman, Joshua A .; Тернер, Майкл С .; Хутерер, Драган (1 января 2008 г.). «Темная энергия и ускоряющаяся Вселенная». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики. 46 (1): 385–432. arXiv:0803.0982. Bibcode:2008ARA & A..46..385F. Дои:10.1146 / annurev.astro.46.060407.145243. S2CID  15117520.
  87. ^ Краусс, Лоуренс М .; Шеррер, Роберт Дж. (Март 2008 г.). "Конец космологии?". Scientific American. 82. Получено 6 января 2011.
  88. ^ Расширяется ли Вселенная быстрее скорости света? В архиве 23 ноября 2003 г. Wayback Machine (см. последние два абзаца)
  89. ^ а б Лайнуивер, Чарльз; Тамара М. Дэвис (2005). «Заблуждения о Большом взрыве» (PDF). Scientific American. Архивировано из оригинал (PDF) 19 июля 2011 г.. Получено 6 ноября 2008.
  90. ^ Лоеб, Абрахам (2002). «Долгосрочное будущее внегалактической астрономии». Физический обзор D. 65 (4): 047301. arXiv:Astro-ph / 0107568. Bibcode:2002ПхРвД..65д7301Л. Дои:10.1103 / PhysRevD.65.047301. S2CID  1791226.
  91. ^ Краусс, Лоуренс М .; Роберт Дж. Шеррер (2007). «Возвращение статической Вселенной и конец космологии». Общая теория относительности и гравитации. 39 (10): 1545–1550. arXiv:0704.0221. Bibcode:2007GReGr..39.1545K. Дои:10.1007 / s10714-007-0472-9. S2CID  123442313.
  92. ^ Использование крошечных частиц для ответа на гигантские вопросы. Пятница, 3 апреля 2009 г. стенограмма, Брайан Грин делает комментарий: «И на самом деле, в далеком будущем все, что мы видим сейчас, за исключением нашей локальной галактики и области галактик, исчезнет. Вся вселенная исчезнет на наших глазах, и это один из моих аргументов в пользу реального финансирования космология. Мы должны сделать это, пока у нас есть шанс ».
  93. ^ Как устроена Вселенная 3. Конец Вселенной. Канал Дискавери. 2014 г.
  94. ^ "Циклическая вселенная" может объяснить космологическую постоянную, NewScientistSpace, 4 мая 2006 г.
  95. ^ Стейнхардт, П. Дж.; Турок, Н. (25 апреля 2002 г.). «Циклическая модель Вселенной». Наука. 296 (5572): 1436–1439. arXiv:hep-th / 0111030. Bibcode:2002Sci ... 296.1436S. Дои:10.1126 / science.1070462. PMID  11976408. S2CID  1346107.
  96. ^ Мерритт, Дэвид (2017). «Космология и условность». Исследования по истории и философии науки Часть B: Исследования по истории и философии современной физики. 57: 41–52. arXiv:1703.02389. Bibcode:2017ШПМП..57 ... 41М. Дои:10.1016 / j.shpsb.2016.12.002. S2CID  119401938.

внешняя ссылка