Опубліковані у 1998 році двома незалежними групами результати спостережень SN Ia змінили наше уявлення про сучасний стан Всесвіту. Коротко кажучи, аналіз діаграми Габбла, яка описує спостережувану яскравість цих об’єктів як функцію червоного зміщення, привів до несподіваного висновку, що став поворотним пунктом у космології: розширення Всесвіту прискорюється, а не сповільнюється, як вважали протягом багатьох десятиліть. Опосередковано такі спостереження підказали, що об’ємна густина енергії у Всесвіті ефективно діє як відштовхувальна і постає як певна нова компонента (додаткова до темної маси), що отримала назву темної енергії (ТЕ) — нової форми енергії з від’ємним тиском.
Цей огляд є скороченим перекладом роботи Alternative Dark Energy Models: An Overview.
читатиОстанніми роками інтерпретація різних спостережних даних, насамперед спеціальних програм спостереження наднових типу Іа в галактиках із великими червоними зміщеннями та анізотропії реліктового випромінювання, приводить до уявлення про те, що в нашому Всесвіті на сучасному етапі його еволюції домінантний внесок у загальну густину енергії робить середовище з від'ємним тиском.
У цій короткій замітці обговорюються деякі проблеми сценарію, у якому роль темної енергії відіграє космологічна стала, а також одна з можливостей їх розв'язання
читатиКількісні та концептуальні проблеми, з якими стикається СКМ при описі динаміки Всесвіту, не можуть залишити байдужим жодного фізика (за А. Ейнштейном, «найвищим обов’язком фізиків є пошук тих загальних, елементарних законів, з яких шляхом чистої дедукції можна отримати картину Світу»). Однією з найважливіших проблем у космології та й узагалі у фізиці є відмінність спостережуваної густини космологічної сталої від теоретично очікуваної на $120$ порядків. У фізиці частинок космологічна стала природно виникає як густина енергії вакууму, яку можна оцінити як суму нульових коливань квантових полів з масою $m$. У цьому підрозділі, якщо це не обумовлено окремо, ми використовуємо систему одиниць, у якій $c=\hbar=1.$
Цей огляд є продовженням
- Про принципи у фізиці
- Голографічний принцип — перша зустріч
- Термодинаміка чорних дір
- Голографічна динаміка — кроками Е. Верлінде
- Всесвіт як голограма
У повсякденному житті ми оперуємо масштабами простору і часу, які можемо подолати, але людська уява дає змогу зазирнути в недоступні оку куточки світу. Коли ж відмовляє й уява, усе, що залишається в арсеналі людини для пізнання світу, — фізичні теорії, які дають змогу зрозуміти, як працює те, що нас оточує.
Вивчаючи фізичну систему, ми фактично намагаємося описати «чорну скриньку». «Вхідний сигнал» — вихідні дані — нам або відомий, або ми можемо його припустити. Пропускаючи цей сигнал через побудовану на підставі розумних припущень модель «чорної скриньки», ми отримаємо «вихідний сигнал», який можна порівняти зі спостереженнями. У разі збігу ми кажемо, що теорія добре описує реальність. У протилежному разі слід переглянути або модель, або «вхідний сигнал», а можливо, і те, і друге. Іноді, утім, ми знаємо, як саме працює чорна скринька, і можемо варіювати лише сигнали.
Наведена аналогія яскраво реалізується в космології — науці про великомасштабну еволюцію Всесвіту та його структуру. Спробуймо хоча б у загальних рисах розібратися в ідеях цієї теорії.
читатиОдин із найінтригувальніших результатів недавніх космологічних спостережень полягає в тому, що близько 90% маси Всесвіту складається з невідомих частинок, які не випромінюють світла (темна речовина). Відкриття складу небарионної темної матерії — виклик сучасній фізиці (і космології, зокрема). Існує чимало припущень щодо природи небарионної темної матерії. Чи складається вона з аксіонів (нейтральних частинок, запропонованих для пояснення малості CP-порушень у сильних взаємодіях)? Чи з WIMP's (слабко взаємодійних частинок, які природно виникають у таких узагальненнях Стандартної моделі, як суперсиметрія)? Чи небарионна ТМ складається з чогось іншого, наприклад, з комбінації перелічених вище сутностей? Відповідно до традиційного підходу експериментальної науки, шлях до з'ясування природи небарионної темної матерії полягає або в прямій реєстрації зіткнень частинок ТМ з детектором, або в спостереженні (непрямий шлях) продуктів їхніх реакцій у планетах, зорях і галактиках.
Ця стаття є скороченим варіантом перекладу статті How can we make sure we detect dark matter?
читати