¿Qué es la energía oscura?

Todos ustedes deben haber escuchado esta frase: energía oscura. Pero, ¿qué es y por qué es difícil estudiarlo? Comenzaré mi historia con una historia.

Digamos que tienes una vela. Sabes todo sobre ella, incluido su brillo y la distancia a ella. Aquí hay uno:



si muevo la vela dos veces la distancia, su brillo debería disminuir 4 veces. Si lo muevo a una distancia triple, su brillo tendrá que disminuir 9 veces. Si lo muevo mil veces, su brillo tendrá que disminuir un millón de veces desde el original.

Pero solo en el espacio, por supuesto, no hay velas. Pero hay una clase especial de eventos, que, hasta donde sabemos, tiene su brillo inherente (con una precisión de varios por ciento) en todo el Universo. Este evento es una supernova de tipo Ia. Cuando nuestro Sol, y en general la mayoría de las estrellas famosas, queman todo el combustible, eventualmente se convierten en enanas blancas. Nuestro sol en este caso consistirá principalmente de carbono y oxígeno, pero las enanas blancas a veces contienen helio, neón y silicio. Aquí está uno de ellos:



Solo hay una estrella en nuestro sistema solar. Muchos sistemas tienen dos o más estrellas. Si uno de ellos es una enana blanca, puede comenzar a robar muchos otros. En este caso, comienza a crecer. Existe un límite de masa crítica que una enana blanca puede mantener antes de que los átomos comiencen a colapsar. Y cuando colapsan, termina con una explosión tan poderosa que se conoce como una supernova de tipo Ia. La siguiente animación muestra una simulación de una explosión. Observe cómo las otras estrellas salen volando del sistema estelar debido a una poderosa explosión:

www.youtube.com/watch?v=t_-nkS3MdXI

Habiendo visto estas supernovas en diferentes galaxias, podemos medir su brillo y, conociendo el brillo inherente a ellas inicialmente, podemos calcular la distancia a ellas. También podemos medir su desplazamiento al rojo. Esta información es suficiente para entender cómo se está expandiendo el universo. Puedes imaginar tres opciones de lo que el Universo puede hacer después del Big Bang. Al principio, tienes una gran cantidad de materia y energía expandiéndose y dispersándose entre sí, pero la gravedad está tratando de unirlas. Esto es lo que puede suceder:

hay tanta materia y energía en el Universo, y como resultado, la atracción gravitacional, que la gravedad gana y puede revertir la explosión, haciendo que el Universo se colapse en sí mismo (Universo cerrado)
En el Universo, no hay suficiente materia y energía para dominar la expansión, y el Universo continúa expandiéndose para siempre (Universo abierto).
En el Universo hay tanta materia y energía que fue posible resistir la expansión, sin llevar el colapso de la materia, solo para que la velocidad de expansión caiga a cero (universo plano).



Ahora, mirando las supernovas, veremos qué nos dicen sobre lo que está sucediendo. ¿Y sabes que? ¡El universo no hace ninguna de las tres cosas en absoluto! Durante algún tiempo, parecía corresponder al modelo de Universo plano, pero en algún momento la velocidad de expansión dejó de caer, y ahora no solo no caerá a cero, sino que se convertirá en una constante en el valor del 85% de su valor actual. Por qué Nadie lo sabe Pero debe haber algún tipo de física en él, y le dimos el nombre de "energía oscura", porque si el Universo se llenara con un nuevo tipo de energía de empuje, conduciría a una aceleración de la expansión. Pero este es un proceso extraño, y continúa sin ambigüedades, y todavía no sabemos cómo explicarlo correctamente. ¡Esto es lo que es la energía oscura!

Source: https://habr.com/ru/post/es396473/