wszechświat
dodano: 2015-11-19
Zobaczyć ciemność

KOSMOLOGIA

Zobaczyć ciemność

Nowy, ambitny projekt Dark Energy Survey może pomóc w rozwiązaniu zagadki, dlaczego przestrzeń coraz szybciej się rozszerza

Joshua Frieman

 

Prawie 100 lat temu Edwin Hubble odkrył, że Wszechświat się rozszerza: niemal wszystkie galaktyki uciekają od naszej Drogi Mlecznej, a im dalsza, tym szybciej. To odkrycie miało ogromną wagę, ale kolejne, dokonane w 1998 roku, było jeszcze bardziej zaskakujące: ekspansja Wszechświata przyspiesza. Przez większą część XX wieku naukowcy sądzili, że z biegiem czasu grawitacja, która przyciąga do siebie galaktyki, powinna spowalniać ekspansję. A jednak dwa zespoły astronomów badających supernowe – wybuchające gwiazdy, które służą jako znaczniki dla pomiarów odległości w kosmosie – odkryły, że tempo rozszerzania się wzrasta. Ten zdumiewający wynik, potwierdzony później przez kolejne obserwacje, w 2011 roku przyniósł jego odkrywcom Nagrodę Nobla. Ale dlaczego Wszechświat się rozpędza? Jest to jedną z największych tajemnic całej dzisiejszej nauki.

Aby ją wyjaśnić, kosmologowie zaproponowali dwa różne rozwiązania, a każde z nich stanowi rewolucję w naszym rozumieniu praw natury. Pierwsze z nich mówi, że prace Isaaca Newtona (i późniejsze Alberta Einsteina) nie są ostatecznym opisem grawitacji: co prawda na Ziemi i w Układzie Słonecznym jest ona siłą przyciągającą, ale być może w ogromnej skali międzygalaktycznej działa inaczej i staje się tam siłą odpychającą. Może powinniśmy zmodyfikować teorię grawitacji?

Zgodnie z drugim pomysłem Wszechświat jest wypełniony przez jakąś niewidzialną substancję – obecnie nazywaną ciemną energią – która przeciwdziała sile grawitacji i powoduje, że obiekty się odpychają. Z pomiarów kosmologicznych wynika, że ciemna energia – jeśli istnieje – stanowi obecnie około 70% całkowitej masy-energii (masa i energia są równoważne, o czym mówi równanie Einsteina E=mc2). Niewidzialna forma materii, tak zwana ciemna materia (niemająca nic wspólnego z ciemną energią), to kolejne 25%, zaś wkład normalnej materii – obiektów zbudowanych z atomów, takich jak gwiazdy, planety i ludzie – to tylko około 5%. Drugi pomysł stał się bardziej popularny niż idea, że grawitacja działa inaczej w dużych skalach, ponieważ dzięki niemu można elegancko wytłumaczyć powstawanie galaktyk i innych wielkich struktur we Wszechświecie, a także jest on zgodny z wszystkimi dotychczasowymi pomiarami.

Ale jak moglibyśmy upewnić się, że to ciemna energia odpowiada za kosmiczne przyspieszenie? A jeśli jest to rzeczywiście ciemna energia, jaką ma naturę? Aby lepiej zrozumieć, dlaczego Wszechświat zdaje się rozrywać na kawałki, niedawno rozpoczęliśmy prace nad ambitnym projektem o nazwie Dark Energy Survey (Badanie Ciemnej Energii; DES).

Badanie to dostarczy niezwykle szczegółowego zapisu 14-miliardowej historii ekspansji Wszechświata i tempa rozwoju struktury wielkoskalowej – ogromnych układów galaktyk rozrzuconych w przestrzeni. Wiedząc, jak zmieniał się w czasie sposób grupowania galaktyk, będziemy mogli rozróżnić potencjalne mechanizmy powodujące, że dziś oddalają się one od siebie.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 12/2015 »
Drukuj »
Komentarze
Dodany przez: wgawor | 2015-12-01
"Przez większą część XX wieku naukowcy sądzili, że z biegiem czasu grawitacja, która przyciąga do siebie galaktyki, powinna spowalniać ekspansję."
Jeśli wyobrazimy sobie wielki wybuch jak wybuch noworocznej petardy to można by przypuszczać że ekspansja powinna spowalniać. Ale może wielki wybuch bardziej przypominał wyrzucenie piasku w górę. Piasek który jest na maksymalnej wysokości porusza się z niewielkimi prędkościami, a jego otoczenie jest stabilne (podobnie jak nasze otoczenie w kosmosie). Jednak ten piasek, który zaczął już opadać oddala się od piasku który jest u góry. Te ziarenka, które są najniżej lecą najszybciej (im dalej jest galaktyka tym szybciej się oddala). Nie ma tu żadnej rozpychającej materji, a model bardziej pasuje do obserwacji.  
Aktualne numery
12/2017
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Listopad
23
W 2003 r. miało miejsce całkowite zaćmienie Słońca widoczne w Australii, Nowej Zelandii, Antarktyce i Ameryce Południowej.
Warto przeczytać
Czy znasz powiedzenie że matematykowi do pracy wystarczy kartka, ołówek i kosz na śmieci? To nieprawda! Pasjonującą, efektowną i praktyczną matematykę poznaje się dopiero w laboratorium.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

dodano: 2015-11-19
Zobaczyć ciemność

KOSMOLOGIA

Zobaczyć ciemność

Nowy, ambitny projekt Dark Energy Survey może pomóc w rozwiązaniu zagadki, dlaczego przestrzeń coraz szybciej się rozszerza

Joshua Frieman

 

Prawie 100 lat temu Edwin Hubble odkrył, że Wszechświat się rozszerza: niemal wszystkie galaktyki uciekają od naszej Drogi Mlecznej, a im dalsza, tym szybciej. To odkrycie miało ogromną wagę, ale kolejne, dokonane w 1998 roku, było jeszcze bardziej zaskakujące: ekspansja Wszechświata przyspiesza. Przez większą część XX wieku naukowcy sądzili, że z biegiem czasu grawitacja, która przyciąga do siebie galaktyki, powinna spowalniać ekspansję. A jednak dwa zespoły astronomów badających supernowe – wybuchające gwiazdy, które służą jako znaczniki dla pomiarów odległości w kosmosie – odkryły, że tempo rozszerzania się wzrasta. Ten zdumiewający wynik, potwierdzony później przez kolejne obserwacje, w 2011 roku przyniósł jego odkrywcom Nagrodę Nobla. Ale dlaczego Wszechświat się rozpędza? Jest to jedną z największych tajemnic całej dzisiejszej nauki.

Aby ją wyjaśnić, kosmologowie zaproponowali dwa różne rozwiązania, a każde z nich stanowi rewolucję w naszym rozumieniu praw natury. Pierwsze z nich mówi, że prace Isaaca Newtona (i późniejsze Alberta Einsteina) nie są ostatecznym opisem grawitacji: co prawda na Ziemi i w Układzie Słonecznym jest ona siłą przyciągającą, ale być może w ogromnej skali międzygalaktycznej działa inaczej i staje się tam siłą odpychającą. Może powinniśmy zmodyfikować teorię grawitacji?

Zgodnie z drugim pomysłem Wszechświat jest wypełniony przez jakąś niewidzialną substancję – obecnie nazywaną ciemną energią – która przeciwdziała sile grawitacji i powoduje, że obiekty się odpychają. Z pomiarów kosmologicznych wynika, że ciemna energia – jeśli istnieje – stanowi obecnie około 70% całkowitej masy-energii (masa i energia są równoważne, o czym mówi równanie Einsteina E=mc2). Niewidzialna forma materii, tak zwana ciemna materia (niemająca nic wspólnego z ciemną energią), to kolejne 25%, zaś wkład normalnej materii – obiektów zbudowanych z atomów, takich jak gwiazdy, planety i ludzie – to tylko około 5%. Drugi pomysł stał się bardziej popularny niż idea, że grawitacja działa inaczej w dużych skalach, ponieważ dzięki niemu można elegancko wytłumaczyć powstawanie galaktyk i innych wielkich struktur we Wszechświecie, a także jest on zgodny z wszystkimi dotychczasowymi pomiarami.

Ale jak moglibyśmy upewnić się, że to ciemna energia odpowiada za kosmiczne przyspieszenie? A jeśli jest to rzeczywiście ciemna energia, jaką ma naturę? Aby lepiej zrozumieć, dlaczego Wszechświat zdaje się rozrywać na kawałki, niedawno rozpoczęliśmy prace nad ambitnym projektem o nazwie Dark Energy Survey (Badanie Ciemnej Energii; DES).

Badanie to dostarczy niezwykle szczegółowego zapisu 14-miliardowej historii ekspansji Wszechświata i tempa rozwoju struktury wielkoskalowej – ogromnych układów galaktyk rozrzuconych w przestrzeni. Wiedząc, jak zmieniał się w czasie sposób grupowania galaktyk, będziemy mogli rozróżnić potencjalne mechanizmy powodujące, że dziś oddalają się one od siebie.