Этот язык переведён машиной и не проверен человеком.

Космос · Статья

Тёмная материя и тёмная энергия: что составляет 95% вселенной

Опубликовано:

CMB Images IMAGES > CMB IMAGES > NINE YEAR MICROWAVE SKY http://map.gsfc.nasa.gov/media/121238/index.html Nine Year Microwave Sky The detailed, all-sky picture of the infant universe created from nine years of WMAP data. The image reveals 13.77 billion year old temperature
Изображение: NASA / WMAP Science Team · Public domain · Wikimedia Commons

Коротко

Учёные говорят, что обычная материя — всё, что мы можем видеть, от звёзд до планет и людей — составляет всего около 5% вселенной. Остальная часть разделена между тёмной материей (около 27%), невидимым веществом, которое добавляет гравитацию, и тёмной энергией (около 68%), таинственным давлением, которое вызывает ускорение расширения вселенной. Ни одна из них не была прямо обнаружена, и новые исследования проверяют, меняется ли интенсивность тёмной энергии со временем.

Эта версия — машинный перевод оригинала (English). Читать оригинал

По данным NASA, вселенная состоит из трёх ингредиентов: обычной видимой материи около 5%, тёмной материи около 27% и тёмной энергии около 68%. Европейское космическое агентство (ESA) указывает, что совокупная доля тёмной материи и тёмной энергии составляет 95% вселенной, а обычная материя — атомы, которые составляют звёзды, планеты и всё, что можно измерить светом — заполняет оставшийся небольшой объём.

Что такое тёмная материя?

Тёмная материя — это форма материи, которая имеет массу и гравитацию, но не излучает, не поглощает и не отражает свет, согласно NASA. Поскольку её нельзя увидеть напрямую, учёные делают вывод о её наличии на основе гравитационных эффектов на видимую материю. NASA описывает её как вещество, которое препятствует разлету галактик.

Идея восходит к 1933 году, когда швейцарский астроном Fritz Zwicky обнаружил, что галактики в скоплении Кома движутся слишком быстро, чтобы удерживаться вместе только их видимой массой, согласно NASA. В 1970-х годах астроном Vera Rubin укрепила этот аргумент, показав, что звёзды на внешних краях спиральных галактик обращаются с скоростями, которые гравитация видимой материи не может объяснить.

ESA отмечает, что типичная недостающая, невидимая масса галактики примерно в десять раз больше, чем масса звёзд, которые астрономы действительно могут наблюдать в ней. Одним из самых убедительных доказательств является скопление Пули, где согласно NASA наблюдения 2006 года показали, что распределение массы, обнаруженное с помощью гравитационного линзирования — изгиба света гравитацией — не совпадало с горячим газом, видимым в рентгеновских лучах, указывая на невидимый компонент массы.

Что такое тёмная энергия?

Тёмная энергия — это термин NASA для обозначения загадочного давления, которое, по-видимому, ускоряет расширение вселенной, отталкивая галактики друг от друга с возрастающей скоростью. ESA говорит, что ускоряющееся расширение было неожиданным открытием в 1990-х годах, и его причина остаётся неизвестной: это может быть постоянное свойство пустого пространства, сила, которая меняется со временем, или признак того, что нынешние теории гравитации нуждаются в пересмотре.

ESA ссылается на оценки своей миссии Planck, показывающие, что тёмная энергия составляет около 68% от общего содержания материи-энергии вселенной — цифра, согласующаяся с более широким разбором NASA примерно 68% тёмной энергии, 27% тёмной материи и 5% обычной материи.

Почему это изучается прямо сейчас

В апреле 2026 года инструмент спектроскопии тёмной энергии (DESI) объявил, что завершил свой первоначально планомерный пятилетний обзор раньше графика, нанеся на карту более 47 миллионов галактик и квазаров — превышая свою первоначальную цель в 34 миллиона — плюс 20 миллионов звёзд Млечного пути, создав то, что сотрудничество назвало крупнейшей высокодетальной трёхмерной картой вселенной, когда-либо созданной, согласно собственному объявлению DESI.

Анализ данных первых трёх лет DESI показал намёки на то, что тёмная энергия может быть не фиксированной космологической константой, а могла бы изменять свою интенсивность с космологическим временем, сказало сотрудничество. Полные результаты по тёмной энергии из полного пятилетнего набора данных DESI ожидаются в 2027 году, и обзор будет продолжать наблюдения до 2028 года, расширяя охват неба примерно на 20%.

На стороне тёмной материи учёные эксперимента LUX-ZEPLIN (LZ) — детектора на жидком ксеноне, управляемого примерно 250 исследователями из 38 учреждений на подземной исследовательской установке Sanford в Южной Дакоте — сообщили об одном необъяснимом взаимодействии частиц, обнаруженном 16 июня 2023 года, представленном в 2026 году на конференции по физике элементарных частиц ТеВ в Японии, как сообщила Al Jazeera.

Мы не претендуем на то, что видели тёмную материю.

— Rick Gaitskell, представитель LZ в Университете Браун, цитируется Al Jazeera

Исследователи, включая Rick Gaitskell, сказали, что команда не хочет забегать вперёд данных и всё ещё должна исключить фоновый шум, прежде чем рассматривать сигнал как подлинное обнаружение тёмной материи, согласно тому же отчёту.

Как учёные планируют сузить это

Космический телескоп имени Nancy Grace Roman NASA разработан для изучения тёмной энергии, используя три метода: отслеживание закономерностей, называемых барионными акустическими колебаниями, оставшихся с ранней вселенной, наблюдение тысяч сверхновых типа Ia в истории космоса и измерение слабого гравитационного линзирования для отображения того, как материя — включая тёмную материю — распределяется, согласно описанию миссии NASA.

Миссия Euclid Европейского космического агентства преследует параллельную цель: нанесение на карту распределения галактик за прошлые 10 миллиардов лет на более чем трети неба, с целью измерить скорость расширения вселенной лучше, чем 10% точность, и проверить общую теорию относительности Эйнштейна в пределах 2% точности, согласно ESA.

Оценочный состав вселенной (оценки NASA / ESA)
КомпонентДоля вселенной
Обычная (видимая) материя~5%
Тёмная материя~27%
Тёмная энергия~68%

Вопросы

В чём разница между тёмной материей и тёмной энергией?
Тёмная материя — это форма материи с гравитацией, которая удерживает галактики вместе, в то время как тёмная энергия — это давление-подобный эффект, который ускоряет расширение вселенной, согласно NASA.
Была ли тёмная материя когда-либо прямо обнаружена?
Нет. Как NASA, так и ESA описывают существование тёмной материи как выведенное из гравитационных эффектов; сигнал 2026 года, о котором сообщил эксперимент LZ, представляет собой необъяснимое взаимодействие частиц, а не подтверждённое обнаружение, как сказали исследователи Al Jazeera.
Сколько вселенной составляют тёмная материя и тёмная энергия вместе?
ESA заявляет, что тёмная материя и тёмная энергия вместе составляют около 95% вселенной, оставляя примерно 5% как обычную видимую материю.
Может ли тёмная энергия меняться со временем?
Данные обзора DESI за 2026 год показали намёки на то, что интенсивность тёмной энергии может развиваться, а не оставаться постоянной, хотя сотрудничество говорит, что полное подтверждение ждёт результатов из полного набора данных за пять лет, ожидаемых в 2027 году.
Какие космические миссии прямо сейчас изучают тёмную вселенную?
Космический телескоп имени Nancy Grace Roman NASA и миссия Euclid ESA обе разработаны для измерения тёмной энергии и нанесения на карту распределения тёмной материи через сверхновые, обзоры галактик и гравитационное линзирование, согласно каждому агентству.

Источники

  1. NASA Science — Dark Matter
  2. NASA Science — Dark Energy (Roman Space Telescope)
  3. ESA — The Dark Universe (Euclid)
  4. DESI — DESI Reaches Mapping Milestone, Surpassing Expectations
  5. Al Jazeera — Have scientists discovered a dark matter particle?

Этот материал подготовлен с помощью искусственного интеллекта и перед публикацией прошёл автоматическую проверку источников. Если вы заметили ошибку, запросите исправление. Запросить исправление или ответ · Как мы работаем

Похожие материалы