Некоторые дополнения к ответу MBR:
На самом деле, мы не знаем, что темная материя и темная энергия существуют, но у нас есть косвенные подсказки. Вы часто будете видеть утверждения о том, что темная материя и темная энергия являются двумя основными проблемами космологии сегодня, в том числе со стороны профессиональных астрономов, но это эпистемологическое заблуждение: вы не можете назвать гипотезу проблемой .
В настоящее время у нас есть несколько наблюдательных аномалий (согласно определению Т. Куна): а именно, кривая вращения галактик, светимость сверхновых, спектр мощности CMB ... (и некоторые дополнительные вещи, такие как трудность измерить G или обнаружить непосредственно гравитационные волны).
Согласно истории науки, у нас есть 3 способа решения этих аномалий:
- онтологические подходы (темная материя и темная энергия)
- законодательные подходы (расширение общей теории относительности)
- парадигматические подходы (неоднородные вселенные)
Темная материя и темная энергия - это два онтологических подхода, которые, кажется, работают довольно хорошо: добавляя два простых компонента, мы можем приспособить широкий диапазон наблюдений. Вот почему они нравятся астрономам: их моделирование относительно легко и позволяет хорошо вписаться во все. Но на данный момент мы не знаем их природу.
Некоторые говорят, что с помощью WMAP (микроволнового анизотропного зонда Уилкинсона) и космической обсерватории Планка мы вступили в эру точной космологии: но это верно только в том случае, если наша парадигма подходов темной материи / темной энергии верна. Если это не так, мы в настоящее время неправильно интерпретируем то, что мы измеряем, но в конечном итоге более точные измерения могут привести к лучшему представлению о текущих космологических аномалиях.
Таким образом, темная материя и темная энергия - это два элегантных и минималистских подхода к нескольким фундаментальным проблемам. Это очень горячая тема в космологии, но мы можем однажды понять, что у нас были проблемы только потому, что наша нынешняя парадигма была ошибочной.
Темная материя и темная энергия - две разные вещи, объясняющие разные наблюдения.
Темная материя :
Темная материя необходима, чтобы объяснить, помимо прочего, кривую вращения галактик. Можно ожидать, что эти кривые вращения будут уменьшаться при больших радиусах (поскольку следует ожидать кеплеровского вращения для галактик), и это не так, кривые вращения плоские, что объясняет «скрытую массу» в галактиках для поддержания такого вращения картина, это темная материя. Темная материя также объясняет некоторые свойства скоплений галактик и флуктуации CMB.
Темная энергия :
Темная энергия необходима для объяснения ускоренного расширения Вселенной. Это расширение в основном измерялось с использованием сверхновых типа Ia (термоядерных сверхновых, которые являются результатом аккреции вещества белого карлика и достижения массы Чандрасекара), которые являются «стандартными свечами». Считается, что абсолютная величина этих объектов хорошо известна, поэтому, если вы наблюдаете их во Вселенной, вы можете легко определить их расстояние от их красного смещения. Эти наблюдения показывают ускоренное расширение Вселенной (под расширением мы подразумеваем, что относительное расстояние между двумя удаленными галактиками увеличивается, расстояние в локальной Вселенной не изменяется). Чтобы объяснить это ускорение, нужна энергия, равномерно распределенная во Вселенной, то есть темная энергия.
Не смущайтесь
Темная энергия и темная материя не могут быть ошибочно приняты за другую, потому что темная энергия равномерно распределена во Вселенной, тогда как темная материя следует некоторому распределению (обычно она более или менее распределена с материей).
Заключительные слова:
Наконец, «темная материя» и «темная энергия» - это в основном слова, характеризующие наше невежество в отношении этих наблюдений, которые нельзя объяснить стандартными законами физики. Вот почему по этим предметам ведется такая интенсивная работа, чтобы попытаться лучше охарактеризовать эти темные вещи и понять, какими они могут быть.
источник
Еще одна вещь о темной энергии / материи:
Люди довольно хорошо представляют себе, что темная энергия существует, потому что, когда вы изображаете расширение двух объектов во вселенной с течением времени, от ее происхождения, возникает кривая колокола. По сути, скорость расширения вселенной начиналась быстрее, чем замедлялась, и в последнее время (или, по крайней мере, относительно) расширение снова ускорилось. Это подразумевает, что когда Вселенная началась, она быстро расширялась, и когда этот импульс начал отмечаться, гравитация начала сближать вещи. Однако, чтобы объяснить недавнее ускорение расширения, должна быть сила, которая со временем увеличила свою силу и была способна вызвать ускорение расширения (все это происходит между галактиками, в таких областях, как солнечные системы и галактики, гравитация сильно, чтобы быть затронутым). Считается, что по мере расширения Вселенной темная энергия увеличивается равномерно, чтобы занять новое пространство. Это означает, что темная энергия увеличивается, ускоряя тем самым расширение.
Мы знаем, что вселенная расширяется из-за красного смещения. В основном, когда свет проходит через вселенную, вселенная расширяется. На достаточном расстоянии свет будет заметно терять энергию, поэтому фиолетовый свет будет падать в направлении красного (отсюда и название красного смещения). Это потому, что, если смотреть на нашу расширяющуюся вселенную, свет, похоже, теряет энергию, когда на самом деле ему приходится путешествовать дальше, когда пространство расширяется.
Что касается темной материи, короче говоря, мы знаем, что есть нечто, обладающее гравитацией, которое мы не можем обнаружить иначе. Темная материя, в отличие от темной энергии, не является однородной. Он образует нитевидные образования, которые соответствуют нитевидным образованиям галактик.
источник