Amikor 20 évvel ezelőtt világossá vált, hogy az univerzum terjeszkedése felgyorsul, a tudósok teljes, egyszerű és tesztelhető magyarázatot nyújtottak be. De ahogy egyre több kísérleti és megfigyelési adat jött be, a sötét energia oka - feltehetően ennek a gyorsulásnak az oka - továbbra sem rejthető meg. Noha technikailag megegyezik a "kozmológiai állandóval" (vagy magával a térrel együtt járó energiával), értékének nem lehet következtetni. De ha emlékezzünk rá, hogy az anyag bizonyos formáinak üres térbe helyezése megváltoztatja az erre az ügyre ható erőket, akkor a sötét energia valószínűleg egy nagyon egyszerű elv alapján merül fel: mivel univerzumunkban van anyag, mint olyan.
Az univerzum galaktikáinak csoportosítási térképe. Ezen struktúrák jelenléte megmagyarázhatja a sötét energia jelenlétét és erejét teljes egészében.
A legtöbb erõ és jelenség eredete könnyen felfedezhetõ. Két hatalmas tárgy megtapasztalja a gravitációs erőt annak a ténynek köszönhetően, hogy az űrtartomány az anyag és az energia jelenléte miatt elveszik. Az univerzum kibővült, mert saját története van az univerzumban lévő energia sűrűségének változásairól és a kibővülés kezdeti feltételeiről. És az univerzumban minden részecske bizonyos módon kölcsönhatásba lép a kvantummező-elmélet és a vektor-bozonok cseréje általánosan ismert szabályoknak köszönhetően. A legkisebb szubatomos részecskéktől a legnagyobb léptékig ugyanazok az erők működnek a boszonok és galaxisok vezetésére.
Az erőteljes kölcsönhatás, amely a "színváltozás" jelenléte és a gluonok cseréje miatt következik be, az atommagokat tartja össze
Még a legtitokzatosabb jelenségek is magukban foglalják a jól érthető magyarázatokat. Nem tudjuk, hogy az univerzumban miért van több anyag, mint az antianyag, de tudjuk, hogy az ehhez szükséges feltételek - a baryonszám megsértése, a C és a CP megsértése - megtörténnek. Nem tudjuk, mi a sötét anyag természete, de annak általános tulajdonságai, hol helyezkednek el és hogyan klaszterolódnak, mind jól érthetők. Azt sem tudjuk, hogy a fekete lyukak megőrzik-e az információkat, vagy sem, de megértjük ezen tárgyak végső és kezdeti állapotát, valamint azt, hogy miként születnek meg, és mi történik az esemény horizontjukkal idővel.
A fekete lyuk és környezete szemléltetése, egy felgyorsító és felfújó akkumulációs tárcsa. A fekete lyukak kezdeti és végső állapota jól megjósolható még akkor is, ha nem az információ elvesztése vagy tárolása
De van egy dolog, amit egyáltalán nem értünk: sötét energia. Természetesen megmérhetjük a világegyetem gyorsulását és pontosan megérthetjük annak nagyságát. De miért van egy olyan világegyetem, ahol nulla nem sötét energia? Miért van az üres térben, amelyben semmi - nem számít, nincs görbület, nincs sugárzás, semmi - pozitív, nulla energiát mutat? És miért kezdte ez az energiamennyiség, amely érthetetlenül apró és teljesen láthatatlan az univerzum története első milliárd évében, csak akkor kezdte el megragadni az Univerzumot, amikor a Föld megjelent benne?
A protoplanetáris korong illusztrációja, amelyben bolygók és síkbeli minták képeznek, réseket hozva létre a korongban. Négy-öt milliárd évvel ezelőtt, amikor a naprendszerünk kialakult, a sötét energia egyszerre kezdett megragadni az univerzum tágulását és az energia sűrűségét
Promóciós videó:
Sok érdekes dolgot társíthatunk a sötét energiához és az univerzum egészéhez. Nagyon sok üres hely van, amelybe a kvantummezők átjutnak. Az univerzumban nincs olyan régió, ahol gravitációs, elektromágneses vagy nukleáris erők hatolnának be; mindenhol ott vannak. Ha megpróbáljuk kiszámítani a különféle kvantummezők úgynevezett vákuum várható értékét (kondenzátumát), akkor végtelen számú kifejezést fogunk találni, és csak hozzávetőlegesen tudjuk írni. Mindig hozzávetőleges értékekkel fogunk foglalkozni. És amennyire tudjuk, nem kiegyensúlyozottak, és az univerzum nem lassul - valójában gyorsul. Valahogy maga az űrnek van egy kis nulla energiája. És ez az energia miatt az Univerzum távoli galaxisai távolodnak tőlünk egyre növekvő sebességgel,bár lassan, de folyamatosan.
A "miért?" soha nem hagyja abba a kínzó teoretikusokat. Miért bővül az univerzum egyre gyorsabban? Semmiben nem magyarázhatjuk meg a sötét energia jelenlétét. Talán kevéssé értjük magát az univerzumot. Van azonban egy másik lehetőség, amelyről ritkán gondolkodnak: talán az üres tér tulajdonságát más dolgok - például az anyag - jelenléte határozza meg az univerzumban.
És ok van azt hinni, hogy ez lehetséges, és ezt Casimir-effektusnak hívják. Jól ismerjük őt.
Illusztráció a Casimir-effektusról és arról, hogy a tányérokon kívüli erők hogyan különböznek a közöttük lévő erőktől
Mekkora az üres tér elektromágneses erő? Természetesen nulla. Díjak, áramok és az interakció hiányában nulla lesz, nem viccel. De ha két fémlemezt helyez egy bizonyos távolságra köztük, és újra megkérdezi, hogy milyen lesz az elektromágneses erő, akkor az nulla lesz. Mivel a lemez határai miatt a kvantumingadozás bizonyos módjai tiltottak, nemcsak előre jelezzük, hanem megmérjük a lemezek közötti nulla erőt is, amely szó szerint az üres térből származik. És ami a legérdekesebb, az összes erő, beleértve a gravitációs erőket is, Casimir-effektusnak mutatkozik meg.
Több mint egymillió galaxis térképe az univerzumban; minden ponton külön galaxis van. Különböző színek jelentik a távolságot; piros - tovább
Mi történik, amikor megpróbáljuk ezt a hatást az egész univerzumra alkalmazni és kiszámítani a hatást? A válasz egyszerű: kapunk valamit, amely valamilyen formában megfelel a sötét energiának, csak - ismét - másrendű. Ennek oka az lehet, hogy nem tudjuk teljesen, mi az univerzum határfeltételei, vagy hogyan lehet a kvantitatív gravitációs hatást helyesen kiszámítani.
Az univerzum feltérképezése a legkönnyebb rész lehet. Nem valószínű, hogy megvárunk egy megfigyelt vagy kísérleti áttörést, amely a sötét energia megértéséhez vezet, amely az univerzum legmeghatóbb erője. Szüksége lehet egy elméleti áttörésre. És valószínűleg nyomkövetési rendellenességgel, dinamikus nagyságváltozással vagy akár további méretek nyomával társul. Csak a közelmúltban találtuk meg a legnehezebb titkát. Lehet, hogy a megoldás a már ismert fizikában rejlik.
Ilya Khel