Пояснення: що таке темна енергія, і чи вчені нарешті виявили її?

Завдяки передовим технологіям і новішим експериментам вчені знайшли певні підказки щодо цього, і минулого тижня міжнародна команда дослідників здійснила перше передбачуване пряме виявлення темної енергії.

У той час як темна матерія притягує і утримує галактики разом, темна енергія відштовхує і викликає розширення нашого Всесвіту.

Темна енергія, таємнича форма енергії, яка становить близько 68% Всесвіту, десятиліттями інтригувала фізиків і астрономів. Темна енергія була відзначена як найглибша таємниця у всій науці. Завдяки передовим технологіям і новішим експериментам вчені знайшли певні підказки щодо цього, і минулого тижня міжнародна група дослідників здійснила перше передбачуване пряме виявлення темної енергії.

Вони помітили певні несподівані результати в підземному експерименті і пишуть, що за це може бути відповідальна темна енергія. Експеримент XENON1T є найчутливішим у світі експериментом з темною матерією, який проводився глибоко під землею в Лабораторії INFN Nazionali del Gran Sasso в Італії.

Результати також показують, що такі експерименти, як XENON1T, які призначені для виявлення темної матерії, також можуть бути використані для виявлення темної енергії.

Темна енергія проти темної матерії

Все, що ми бачимо – планети, супутники, масивні галактики, ти, я, цей веб-сайт – становить менше 5% Всесвіту. Близько 27% становить темна матерія і 68% - темна енергія. У той час як темна матерія притягує і утримує галактики разом, темна енергія відштовхує і викликає розширення нашого Всесвіту.

Незважаючи на те, що обидва компоненти невидимі, ми знаємо набагато більше про темну матерію, оскільки її існування було припущено ще в 1920-х роках, а темна енергія була відкрита лише в 1998 році, сказав Санні Вагнозі з Кембриджського інституту космології Кавлі, перший автор дослідження. стаття, опублікована минулого тижня у Physical Review D у релізі. Масштабні експерименти, такі як XENON1T, були розроблені для безпосереднього виявлення темної матерії шляхом пошуку ознак того, що темна матерія «вдаряє» звичайну матерію, але темна енергія ще невловима.

Як вони зробили виявлення?

Минулого року експеримент XENON1T повідомив про несподіваний сигнал. Такого роду надмірності часто є випадковістю, але час від часу вони також можуть призвести до фундаментальних відкриттів, сказав співавтор Лука Вісінеллі з Національної лабораторії Фраскаті в Італії.

По суті, є деякий фоновий шум, і електрони в XENON1T в середньому рухатимуться трохи самостійно, навіть без темної матерії або темної енергії, просто за допомогою ударів, викликаних цим фоном, пояснив д-р Вагнозі в електронному листі на indianexpress.com. Ми побачили, що при енергіях близько ~2 кеВ відбувається набагато більше подій, ніж можна очікувати просто через шум, і це може бути пов'язано з темною енергією.

Було дійсно дивно, що цей надлишок в принципі міг бути викликаний темною енергією, а не темною матерією, сказав Вагнозі у релізі. Коли речі так поєднуються, це справді особливе.

Але деякі астрономи теж сумніваються. Якщо це правда, то це приголомшливе відкриття, повідомив inverse.com астроном Каліфорнійського університету Берклі Олексій Філіпенко, який не брав участі в дослідженні. Але потрібно ще багато зробити, щоб перевірити, чи це правда.

Інформаційний бюлетень| Натисніть, щоб отримати найкращі пояснення за день у папку 'Вхідні'.

А якщо сигнал був викликаний якоюсь іншою силою?

Команда побудувала фізичну модель, яка використовувала механізм екранування, відомий як скринінг хамелеона, щоб показати, що частинки темної енергії, що утворюються в сильних магнітних полях Сонця, можуть пояснити сигнал, який спостерігається в XENON1T.

У нашому Всесвіті є чотири фундаментальні сили, і спекулятивні теорії запропонували п’яту силу – те, що не можна пояснити чотирма силами. Щоб приховати або екранувати цю п’яту силу, багато моделей для темної енергії використовують спеціальні механізми.

Доктор Вагнозі пояснює, як працює скринінг хамелеона: уявіть собі двох людей, які несуть щось, один важкий, а інший легкий. Людина з легким предметом, швидше за все, пройде далі. Аналогічно, тут п’ята сила, яку несе цей важкий хамелеон у щільному середовищі, не заходить далеко.

Коли ми можемо отримати пряме виявлення темної енергії?

Доктор Вагнозі каже, що він думав про нові способи пошуку темної енергії. Команда сподівається, що майбутні оновлення експерименту XENON1T і подібних експериментів, таких як LUX-Zeplin – експеримент наступного покоління з темною матерією, розташований у підземному дослідницькому центрі в Санфорді, і PandaX-xT – інший проект китайської підземної лабораторії Цзіньпін, можуть допомогти безпосередньо виявити темної енергії протягом наступного десятиліття.

Поділіться Зі Своїми Друзями: