Dele:
Topp 10 teorier om mørk energi
Mennesket har samlet en enorm mengde informasjon om vårt univers og hvordan det fungerer. Vi er stolte av å være den mest intelligente arten på jorden, og så langt, den mest dyktige typen i hele universet.
Informasjonen vi har om strukturen i vårt univers, er imidlertid avledet av bare 4 prosent som vi kan observere, måle og analysere - vanlig, vanlig materie. De resterende 96 prosent er "mørke" ting. Det er mørkt fordi vi ikke vet noe om det (og fordi fysikere har en tendens til å mangle kreativitet i navngivningsavdelingen).
Av det 96 prosent er omtrent 68 prosent mørk energi. Dette gjør det til den største komponenten i universet, og akkurat nå, den mest mystiske. Tusenvis av forskere rundt om i verden arbeider for å dechifrere denne mystiske energien som synes å veilede hvordan vårt univers skaper store strukturer.
Uten mørk energi ville vårt univers til slutt ende opp i en "Big Crunch" - en tyngdekraftsdomineret skjebne der universet raskt kollapser i seg selv. Så, selv om vi ikke vet hva mørk energi er, bør vi være takknemlige for at det er der.
Her er de ti beste teoriene om hva mørk energi kan være og hva hvert scenario kan fortelle oss om skjebnen til vårt univers.
Utvalgt bilde kreditt: National Geographic10 Det er en egenskap av rommet
Denne teorien er hentet fra Einsteins gravitasjonsteori, spesielt fra det faktum at "tomt rom" kan ha sin egen energi-kalt "den kosmologiske konstanten." Einstein trodde også at rom kunne komme til intet fra ingenting, og ettersom mer plass er opprettet , mer energi kan følgelig holdes innenfor den.
Dette ville forklare den raske utvidelsen av universet vi observerer. Denne typen univers ville fortsette å ekspandere for alltid til hvert objekt i universet var så langt borte fra hverandre gjenstand at alt ville ende i kaldt mørke.
9 teori om alt
Mange astronomer mener at søket etter mørk energi er ubrukelig. I stedet foreleser de at det å finne den unnvikende "teorien om alt" (ikke Stephen Hawking-filmen), ville løse problemet med mørk energi.
Denne teorien skal kunne forklare oppførselen til alle objekter i universet - fra veldig stor til utrolig liten. For tiden er våre teorier om hvordan universet fungerer, delt inn i storskala teorier (som tyngdeorienteringen) og småskala teorier (som kvantemekanikk).
Selv om problemet med mørk energi løses på denne måten, er det logisk lyd, men å finne denne teorien har vist seg umulig for selv de lyseste sinnene i fysikken. Normale fysikklover ser ut til å "bryte ned" når man når kvante nivået. Men dessverre fortsetter søket.
8 Det skaper en ny grunnleggende kraft
De grunnleggende kreftene vi kjenner til (tyngdekraft, elektromagnetisme, svak kraft og sterk kraft) virker alle innenfor forskjellige områder. Noen påvirker kun atomformede objekter, mens andre forårsaker bevegelser av planeter og oppstår dannelsen av galakser.
Denne teorien om mørk energi sier at det er en grunnleggende kraft som vi ennå ikke har funnet ut at handlinger på enorme skalaer og kun kan observeres når universet når en viss størrelse. Det ville fungere for å motstå tyngdekraften og dermed trekke gjenstander i universet vekk fra hverandre.
Forskere hevder at fordi denne kraften virker i så stor skala, har vi ennå ikke møtt det i hverdagen, og målinger som er gjort på Jorden, kan ikke bli påvirket av det. Ingen vet virkelig om denne kraften vil være midlertidig eller permanent. Likevel, avhengig av dette, vil universet enten utvide for alltid og bli kaldt eller utvide og kontrakt regelmessig for resten av tiden.
7 Einsteins Gravity Theory er feil
Prøv å fortelle en av de smarteste fysikerne som noensinne har levd at hans (uten tvil) mest kjente teori er feil ... yikes. Einsteins relativitetsteori sier at hver kropp i universet er tiltrukket av hverandre kropp, med styrken av den attraksjonen, avhengig bare av massene av gjenstandene og avstanden mellom sine sentre.
Noen fysikere har imidlertid hevdet at denne teorien kan være feil og har utviklet nye tyngdegrader for å forklare mørk energi. I disse teoriene reverserer de tyngdekraftenes virkninger på store skalaer slik at gjenstander avverter hverandre.
Selv om disse teoriene ikke har mye eksperimentell oppbakning (siden Einsteins gravitetsmodell har virket ganske bra for oss så langt), ville de forklare hvorfor universet ekspanderer. Med disse nye gravitationsmodellene ville vårt univers igjen nå en tilstand av kaldt mørke etter en tilstand av rask ekspansjon.
6 Tidsløsning
Hvis du noen gang har sett filmen interstellar, du har sikkert hørt om tidsutvidelse. Det er et fenomen som oppstår når objekter som beveger seg nær lysets hastighet, opplever en bremsing av tiden.
Dette er den samme ideen som presenteres i tvillingparadoxet, hvor en tvilling styrer et romskip som beveger seg nær lysets hastighet mens broren hans er igjen på jorden. Når de møtes igjen etter flere år med separasjon, er tvillingen på jorden betydelig eldre enn sin astronautbror.
En nylig utgave av Edward Kipreos, professor ved University of Georgia, hevder at bare det bevegelige objektet selv gjennomgår tidsutvidelse. (Vanligvis opplever personen som observerer det bevegelige objektet også effektene.)
Dette ville bety at gangen var raskere i fortiden. Dette eliminerer behovet for å ha en repulsiv kraft eller substans siden den tilsynelatende utvidelsen av universet ville være en bare feilberegning av avstander som har blitt påvirket av tidsutvidelse.
Hvis denne teorien er sann, vil den ikke bare motsette seg en annen av Einsteins kjente teorier (hans teori om spesialrelativitet), men det vil også innebære at vårt univers vil fortsette å ekspandere på grunn av virkningen av Hubble Constant.
5 En eksotisk ny partikkel
Ideen om partikler og felt har eksistert i århundrer nå. Vi vet at et elektron skaper et elektrisk felt, og nylig har gravitasjonsfeltet vært forbundet med "graviton" -gravityens "kraftpartikkel." Partikkfysikere og teoretikere er komfortable med ideen om at energien til et bestemt felt må overføres ved sin kraftpartikkel i stedet for av feltet selv.
Dette konseptet kan oversettes til mørk energi, med mørk materie (de andre 27 prosent av universet) er dens kraftpartikkel. Denne ideen virker plausibel, særlig fordi noen kraftpartikler ikke er observerbare, som graviton. Det er imidlertid lite bevis som støtter denne teorien fordi vi ikke har funnet en måte å måle noen av egenskapene knyttet til mørk energi eller mørkt materiale så langt.
4 f (R) teorier
f (R) teorier er modeller av dagens krølling av universet (med krumning betegnet som R). I 2007 viste forskere fra University of Chicago at med en bestemt verdi av R, opprettes en modell av universet hvor mørk energi ikke er nødvendig for å forklare universets ekspansjon.
Denne typen universet utfordrer seg selv på en måte som minimerer sin samlede krumning mens du produserer en ekstra tyngdekraftslikende kraft som enten kan tiltrekke eller avvise objekter, avhengig av et sett av forhold.
Universitetet i Chicago teoretikere er enige om at for denne teorien å holde, må den ekstra kraften forsvinne der tyngdekraften er relativt sterk (for eksempel på planetenes og galakser) og vises bare på de største skalaene. Et team av astronomer ved Peking University har begynt å ta målinger av klynger for å se om denne f (R) teorien kunne være en riktig beskrivelse av vårt univers.
3 multiverser og det antropiske prinsipp
En av de største feilene i moderne fysikk er prediksjonen av den virkelige verdien av mørk energi. Kvanteteorien forutsier et svært lite antall, men fysikere beregnet et tall over 10 ganger større! (Denne målte verdien av mørk energi er den kosmologiske konstanten - den samme fra punkt 10 på denne listen.)
Det er her det antropiske prinsippet kommer inn - ideen om at grunnleggende konstanter av fysikk og kjemi (som lysets hastighet, gravitasjonskonstanten osv.) Er "akkurat" for å støtte livet i vårt spesielle univers, men kan ha forskjellige verdier i andre universer. I et uendelig sett parallelle universer virker det ikke usannsynlig at vårt univers bare skjer med den rette verdien av mørk energi for å tillate dannelsen av livet.
2 virtuelle partikler
Kvantemekanikk er rart. Det tillater ting å komme inn og ut av eksistensen, knusende hvert konsept vi lærer i videregående fysikk. ("Materiell kan ikke opprettes eller ødelegges," mumlet vi.)
Denne teorien bruker ideen om virtuelle partikler - små biter av materie som bare vises for små forekomster og deretter forsvinner. Dette konstante utseendet og forsvinden av partikler frigjør energi fordi materie omdannes til energi når disse partiklene forsvinner.
Fysikere mener dette er hvordan rom i seg selv kan oppnå nok kontinuerlig energi for å skape et "negativt trykk" som forårsaker universets utvidelse. Hvis denne teorien er sant, kan energirommet gevinster fra disse virtuelle partiklene være den mystiske mørke energien, og vårt univers vil fortsette å utvide så lenge denne prosessen oppstår.
1 Quintessence
Antall teorier på denne listen viser hvor langt vi er fra å forstå to tredjedeler av vårt univers. Hittil har hver teori hatt store implikasjoner for universets skjebne eller for fattige Einstein.
Dekryptering av mørk energi kan åpne dører for en helt ny grenen av fysikk eller kunne radikalt endre eksisterende. Derfor spør mange fysikere og astronomer i dag denne store, mystiske "mørke ting" som styrer utviklingen av vårt univers.
Denne siste teorien om mørk energi er langt den merkeligste. Et univers dominert av "kvintessens" er en full av en "energi væske." Andre fysikere liker å kalle denne energien "fantom energi."
Tanken bak den er at kvintessens varierer med tid og sted, og at dens energitetthet øker over tid. Dette universet ville møte en voldsom skjebne som fysikere kaller en "Big Rip" (igjen med den veldig bokstavelige navngivelsen), der universet bokstavelig talt ville eksplodere som atomer ikke kan følge med hvor fort de blir trukket fra hverandre og strukket.
Alt i og utenfor synet ville bli utryddet. Universet ville gå ut med et slag.