Тёмная материя и тёмная энергия являются двумя загадочными компонентами Вселенной, которые в настоящее время составляют большую часть ее состава (около 95% всей массы-энергии Вселенной), но до сих пор остаются практически неизвестными и наблюдаемыми только косвенно. Название "тёмная" они получили потому, что не могут быть непосредственно замечены наблюдениями в рамках существующих моделей физики. Однако их существование предсказывается какими-то явлениями и наблюдениями.
Тёмная материя:
1. Гравитационное влияние:
Основная функция тёмной материи - это создание дополнительного гравитационного воздействия в Вселенной. Поскольку тёмная материя составляет значительную часть массы-энергии Вселенной, она оказывает сильное гравитационное воздействие, действуя как невидимые притягивающие массы, которые влияют на движение видимой материи. Это проявляется, например, в наблюдениях вращения галактик, где движения звёзд и газа не соответствуют ожидаемым скоростям, и предполагается, что это связано с гравитационным воздействием тёмной материи.
2. Формирование структур:
Тёмная материя также играет ключевую роль в процессе формирования крупномасштабных структур во Вселенной. Начиная с ранних этапов после Большого взрыва, её гравитационное притяжение помогает агрегировать обычную, видимую материю в формирование галактик, звёзд, планет и других структурных объектов в космосе.
3. Стабилизация космологических моделей:
Тёмная материя также играет роль в формировании космологических моделей, которые объясняют развитие и будущее Вселенной. Без включения тёмной материи в такие модели невозможно объяснить наблюдаемые космические процессы, такие как радиационная акустика и структурирование галактик.
Тёмная энергия:
1. Ускоренное расширение Вселенной:
Основная функция тёмной энергии заключается в создании силы, противоположной гравитационной, которая вызывает ускоренное расширение Вселенной. Открытие ускоренного расширения Вселенной в конце 20 века стало важным открытием, а объявление наличия тёмной энергии положило начало новому этапу в космологии. Тёмная энергия приводит к расширению пространства между галактиками и ведёт к увеличению расстояний между ними со временем.
2. Природа энергии пустоты:
Тёмная энергия ассоциируется с энергией пустоты пространства, из-за которой происходит ускоренное расширение. Одна из теорий о том, что тёмная энергия представляет собой энергию вакуума, т.е. энергию, присущую пространству даже в отсутствие материи. Это явление существенно для понимания будущего Вселенной и ее возможной судьбы.
3. Проверка теорий:
Тёмная энергия стала важным тестом различных космологических моделей, таких как теория темной энергии, которая предполагает существование такого компонента. Существование тёмной энергии подтверждает недостатки ранее принятых моделей и требует разработки новых теорий для объяснения природы этого феномена.
В целом, тёмная материя и тёмная энергия выполняют важные функции во Вселенной, воздействуя на ее развитие, структурирование и дальнейшую эволюцию. Их тайны еще предстоит раскрыть, но уже сегодня они помогают ученым понять некоторые важные аспекты функционирования космоса и влияние гравитации на формирование структур в нем.