Що таке темна матерія і темна енергія

Темна матерія — форма матерії, яка не випускає електромагнітного випромінювання і безпосередньо не взаємодіє з ним. Темна енергія — форма енергії, що має від'ємний тиск і рівномірно заповнює весь простір Всесвіту.

Увага: Через позицію правовласника щодо вмісту дане відео українською було видалене з Ютуб каналу "Цікава наука". Ви зможете знайти його на Толоці. Або тут.

Матерія, як ми її знаємо.
Атоми, зірки й галактики, планети й дерева, каміння і ми.
Ц матерія складає менше ніж 5% маси відомого всесвіту.
Близько 25% становить темна матерія й 70% темна енергія.
І обидві невидимі.
Це досить дивно, оскільки це передбачає що все, що ми знаємо, лише мала частка реальності.
Далі гірше.
Ми не маємо ані найменшого поняття, що таке темна матерія й енергія і як вони працюють.
Хоча ми цілком впевнені, що вони існують.
Тож, що ми знаємо?
Темна матерія — це речовина, яка робить можливим існування галактик.
Коли ми розрахували, чому всесвіт влаштований саме так, як влаштований, стало зрозуміло, що звичайної матерії просто недостатньо.
Гравітація видимої матерії надто слабка, щоб сформувати галактики й складні утворення.
Зорі були розкидані всюди й не формували в галактики.
Тому ми знаємо, що є щось всередині й навколо них.
Щось, що не випромінює і не відбиває світло.
Щось темне.
Але, крім того, що ми можемо розрахувати існування темної матерії, ми можемо і ніби побачити її.
Ділянки з високою концентрацією темної матерії відхиляють світло, що проходить поблизу.
Тому ми знаємо, що є щось, що взаємодіє з гравітацією.
В цей момент існує більше ідей про те, чим темна енергія не є, чим є.
Ми знаємо, що темна матерія — це не хмари звичайної матерії без зірок.
Оскільки вони випромінювали б частинки, які ми могли б вловити.
Темна матерія — це не антиречовина.
Тому що антиматерія випромінює унікальні гамма-промені, коли взаємодіє зі звичайною матерією.
Темна матерія також не складається з чорних дір — дуже щільних об'єктів, які сильно впливають на все, що знаходиться поруч.
В той час, як темна матерія знаходиться всюди.
В принципі, ми знаємо тільки три речі напевно.
1. Там щось є.
2. Це взаємодіє з гравітацією.
3. Там цього багато.
Ймовірно, темна матерія складається зі складних невідомих частинок, які не взаємодіють зі світлом і матерією так, як ми цього чекаємо.
Але зараз ми цього не знаємо.
Темна енергія ще більш дивна і ніби містична.
Ми не можемо виявити її, не можемо її виміряти й не можемо уявити, чим вона є, але ми чітко бачимо її вплив.
У 1929 році Едвін Габбл досліджував, як довжина хвилі світла, випромінюваного віддаленою галактикою, зсовується в червоний бік електромагнітного спектра під час подорожі крізь космос.
Він виявив, що невиразні, більш віддалені галактики, мають значний червоний зсув.
Ближчі ж — менший.
Габбл пояснив це тим, що всесвіт сам по собі розширюється.
Червоний зсув відбувається тому, що довжина хвилі світла розтягується, оскільки всесвіт розширюється.
Останні відкриття показують, що розширення всесвіту ще й прискорюється.
До цього вважалося що гравітація призведе до розширення, або до зниження його темпу.
Або до зміни напрямку і початку стиснення в певний момент.
Простір не змінює своїх властивостей.
Його просто стає більше.
Новий простір постійно створюється усюди.
Галактики — це щільно пов'язані кластери речовини, що утримуються гравітацією, тому ми не відчуваємо розширення в нашому повсякденному житті.
Але ми бачимо це навколо нас.
Скрізь у всесвіті, де є порожній простір, кожну секунду його стає все більше.
Таким чином, темна енергія — це щось на зразок внутрішньої енергії порожнього простору, вакууму.
Енергії, яка сильніше ніж все, що ми знаємо, і вона стає сильнішою з часом.
Порожній простір у всесвіті має більше енергії, ніж все інше разом узяте.
Існує багато ідей про те, чим же є темна енергія.
Одна з них полягає в тому, що енергія — це не речовина, а властивість простору.
Порожній простір не ніщо, в нього є своя енергія.
Він може створювати більше простору, і він досить активний.
І так як всесвіт розширюється, простору стає все більше і більше.
Він заповнює порожнечі, що веде до прискорення розширення всесвіту.
Ця ідея близька до тієї, що запропонував Айнштайн в 1917 році.
Ідеї космологічної сталої.
Сили, яка протидіє силі гравітації.
Проблема полягає в тому, що коли ми намагалися порахувати кількість цієї енергії, результат був настільки неправильним і дивним, що тільки додавав неясності.
Інша ідея полягає в тому, що порожній простір заповнений віртуальними частинками, які випадковою і постійно з'являються з нізвідки, і зникають в нікуди.
Енергія, що народжує ці частинки, може бути темною енергією.
Або, можливо, темна енергія — це невідомий вид динамічної енергії середовища або області, яка пронизує весь всесвіт.
Але з якоїсь причини має зворотний ефект на всесвіт на відміну від звичайної енергії й матерії.
Але, якщо вона існує, ми не знаємо, як і де ми можемо її виявити.
Існує ще дуже багато питань, на які потрібно знайти відповіді.
Наші теорії про темну матерію і темну енергію всього лише теорії.
З одного боку це якось розчаровує, з іншого боку це передній край науки, що робить її дуже захоплюючою.
Це показує нам, що не важливо, як часто ми думаємо, що ми досягли вершин науки.
Ми все одно залишаємося мавпами зі смартфонами на крихітному крихкому острівці простору.
Які дивляться в небо, і вражені тим, як же працює наш всесвіт.
Залишається ще так багато невивченого.
І це круто.