Ciemna energia – w kosmologii jest hipotetyczną formą energii , która wypełnia całą przestrzeń i wywiera na nią ujemne ciśnienie , wywołując rozszerzanie się Wszechświata. Jest to jedno z pojęć wprowadzone w celu wyjaśnienia przyspieszania ekspansji kosmosu oraz problemu brakującej masy we Wszechświecie.

Pomysłodawcą tego terminu jest Michael Turner .

Szacowany udział ciemnej energii i ciemnej materii w energii Wszechświata: 72,6% (± 1,5%) to ciemna energia, 22,8% (± 1,3%) to ciemna materia , 4,56% (± 0,15%) to międzygalaktyczny gaz oraz gwiazdy

Ciemna energia różni się istotnie od ciemnej materii – jej oddziaływanie grawitacyjne musi mieć charakter odpychający, gdyż inaczej, wciągnięta w obręb galaktyk i gromad galaktyk , wpływałaby dynamicznie na widoczną materię. Żadnego takiego wpływu jednak nie zaobserwowano. Ponadto grawitacja odpychająca rozwiązuje problem przyspieszonej ucieczki galaktyk . Wszystkie obecne pomiary stwierdzają, że z niewiadomego powodu Wszechświat rozszerza się coraz szybciej. Z pomiarów obecnego tempa ekspansji, przy założeniu że ulega ona spowolnieniu, wynikałoby, że wiek Wszechświata wynosi mniej niż 13,7 mld lat. Przyspieszające tempo ekspansji Wszechświata, pozwala pogodzić obliczony wiek Wszechświata z obserwowanym wiekiem ciał niebieskich .

W 1998 roku dwie niezależne grupy badaczy, wykorzystując pomiary odległych supernowych typu Ia wykryły, że tempo ekspansji Wszechświata ulega przyspieszeniu i to dokładnie tak, jak przewidywano. Przeprowadzone w 2003 roku nowe badania promieniowania dochodzącego z obszarów nieba o większym zagęszczeniu galaktyk dowodzą, że promieniowanie dobiegające do Ziemi ma wyższą energię (o częstotliwościach przesuniętych w kierunku niebieskiej części widma), co może być interpretowane jako przejaw działania ciemnej energii.

Istnieją liczne hipotezy na temat pochodzenia i natury ciemnej energii. W jednej rozważana jest energia próżni , w innej nieznane pole sił (pole kwantowe zwane kwintesencją ).

Dwiema zaproponowanymi formami ciemnej energii są stała kosmologiczna i kwintesencja . Pierwsza z nich jest statyczna, druga dynamiczna. Rozróżnienie pomiędzy tymi dwiema formami wymaga bardzo dokładnych pomiarów ekspansji wszechświata, które dałyby obraz zmiany tempa ekspansji z czasem. Obecnie jest to jedno z czołowych zadań kosmologii obserwacyjnej .

Używając stałej kosmologicznej w modelu standardowej teorii kosmologii (metryka FLRW) otrzymuje się obecnie dominujący model kosmologiczny, znany jako convergence model czy Model Lambda-CDM , pomimo że aspekt CDM, tzn. że ciemna materia jest zimna, jest mniej testowany niż aspekty geometryczne.

Hipoteza istnienia ciemnej energii nie jest jak dotąd powszechnie zaakceptowana w środowisku astrofizyków . Część teoretyków uważa, że niewyjaśnione dotąd przyspieszenie rozszerzania się Wszechświata wynika z niedokładności grawitacyjnej części ogólnej teorii względności , którą uznaje się jako ekstrapolację teorii grawitacji, zgodnej z danymi eksperymentalnymi z Układu Słonecznego . Jednakże wszystkie dotychczasowe próby korygowania ogólnej teorii względności są albo matematycznie tożsame z teorią kwintesencji, albo nie zgadzają się z obserwacjami.

Inne teorie

W 2008 Timothy Clifton, Pedro G. Ferreira i Kate Land z Uniwersytetu Oksfordzkiego zaproponowali inną hipotezę wyjaśniającą przyspieszania ekspansji kosmosu oraz problemu „brakującej masy” we Wszechświecie. Ich zdaniem powyższe problemy mogą być wyjaśnione zakładając, że Ziemia znajduje się w „specjalnym” czy „unikalnym” miejscu we Wszechświecie, gdzie gęstość materii jest znacznie niższa niż w pozostałych częściach kosmosu^[1]. Takie założenie jest jednak sprzeczne z postulatami zasady kopernikańskiej i kosmologicznej ^[2]. Według opublikowanej w grudniu 2008 pracy “Can We Avoid Dark Energy?” analizującej informacje o mikrofalowym promieniowaniu tła pochodzące między innymi z obserwacji satelity Wilkinson Microwave Anisotropy Probe , zaproponowany model „szwajcarskiego sera” nie ma podstaw obserwacyjnych i Ziemia najprawdopodobniej nie znajduje się w żadnym specjalnym czy „uprzywilejowanym” miejscu w Kosmosie^[3].

Przypisy

Zobacz też

• dark radiation – hipotetyczna forma promieniowania emitowanego przez ciemną materię
• antygrawitacja
• WMAP
• stała kosmologiczna
• kwintesencja
• ciemna materia