Объяснили: что такое темная энергия и обнаружили ли ее наконец ученые?

С помощью передовых технологий и новейших экспериментов ученые нашли определенные ключи к разгадке, и на прошлой неделе международная группа исследователей сделала первое предполагаемое прямое обнаружение темной энергии.

В то время как темная материя притягивает и удерживает галактики вместе, темная энергия отталкивает и вызывает расширение нашей Вселенной.

Темная энергия, таинственная форма энергии, составляющая около 68% Вселенной, на протяжении десятилетий интересовала физиков и астрономов. Темная энергия считается самой глубокой загадкой во всей науке. С помощью передовых технологий и новейших экспериментов ученые нашли определенные ключи к разгадке, и на прошлой неделе международная группа исследователей сделала первое предполагаемое прямое обнаружение темной энергии.

Они заметили некоторые неожиданные результаты в подземном эксперименте и пишут, что за это может быть ответственна темная энергия. Эксперимент XENON1T - самый чувствительный в мире эксперимент с темной материей, он проводился глубоко под землей в INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso в Италии.

Открытие также предполагает, что такие эксперименты, как XENON1T, которые предназначены для обнаружения темной материи, также могут быть использованы для обнаружения темной энергии.

Темная энергия против темной материи

Все, что мы видим - планеты, луны, массивные галактики, вы, я, этот веб-сайт - составляет менее 5% Вселенной. Около 27% составляет темная материя и 68% - темная энергия. В то время как темная материя притягивает и удерживает галактики вместе, темная энергия отталкивает и вызывает расширение нашей Вселенной.

Несмотря на то, что оба компонента невидимы, мы знаем гораздо больше о темной материи, поскольку ее существование предполагалось еще в 1920-х годах, а темная энергия не была открыта до 1998 года, - сказал Санни Вагноцци из Кембриджского института космологии Кавли, первый автор книги. статья, опубликованная на прошлой неделе в Physical Review D, в выпуске. Крупномасштабные эксперименты, подобные XENON1T, были разработаны для непосредственного обнаружения темной материи путем поиска признаков того, что темная материя 'поражает' обычную материю, но темная энергия еще более неуловима.

Как они обнаружили?

В прошлом году эксперимент XENON1T сообщил о неожиданном сигнале. «Подобные эксцессы часто случаются по счастливой случайности, но иногда они также могут привести к фундаментальным открытиям», - сказал соавтор исследования Лука Визинелли из национальных лабораторий Фраскати в Италии.

В основном есть некоторый фоновый шум, и электроны в XENON1T в среднем будут немного двигаться сами по себе, даже без темной материи или темной энергии, просто из-за толчков из-за этого фона, - объяснил доктор Вагноцци в электронном письме на indianexpress.com. Мы видели, что при энергиях около 2 кэВ происходит намного больше событий, чем можно было бы ожидать, просто из-за шума, и это может быть связано с темной энергией.

«Было действительно удивительно, что этот избыток в принципе мог быть вызван темной энергией, а не темной материей», - сказал Вагноцци в пресс-релизе. Когда вещи так складываются, это действительно особенное.

Но есть сомнения и у некоторых астрономов. Если это правда, то это потрясающее открытие, - сказал inverse.com астроном из Калифорнийского университета в Беркли Алексей Филиппенко, который не участвовал в исследовании. Но еще многое предстоит сделать, чтобы проверить, так ли это.

Новостная рассылка| Нажмите, чтобы получать лучшие объяснения дня на свой почтовый ящик

Что, если сигнал был вызван какой-то другой силой?

Команда построила физическую модель, которая использовала механизм экранирования, известный как экранирование хамелеонов, чтобы показать, что частицы темной энергии, образующиеся в сильных магнитных полях Солнца, могут объяснить сигнал, наблюдаемый в XENON1T.

В нашей Вселенной четыре фундаментальных силы, и умозрительные теории предложили пятую силу - то, что нельзя объяснить четырьмя силами. Чтобы скрыть или заслонить эту пятую силу, многие модели темной энергии используют специальные механизмы.

Доктор Вагноцци объясняет, как работает скрининг хамелеонов: представьте, что два человека несут что-то, один тяжелый предмет, а другой легкий. Человек со световым объектом, скорее всего, продвинется дальше. Точно так же и пятая сила, которую несет этот тяжелый хамелеон в плотной среде, не уходит далеко.

Когда мы сможем получить прямое обнаружение темной энергии?

Доктор Вагноцци говорит, что он думал о новых способах поиска темной энергии. Команда надеется, что предстоящие обновления эксперимента XENON1T и подобных экспериментов, таких как LUX-Zeplin - эксперимент с темной материей следующего поколения, расположенный в подземном исследовательском центре Санфорда, и PandaX-xT - еще один проект в Подземной лаборатории Китая Цзиньпин могут помочь непосредственно обнаружить темная энергия в ближайшее десятилетие.

ПОДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ: