Vysvětleno: Co je temná energie a vědci ji konečně odhalili?

S pokročilými technologiemi a novějšími experimenty vědci o tom našli určité vodítka a minulý týden provedl mezinárodní tým výzkumníků první domnělou přímou detekci temné energie.

Zatímco temná hmota přitahuje a drží galaxie pohromadě, temná energie odpuzuje a způsobuje expanzi našeho vesmíru.

Temná energie, záhadná forma energie, která tvoří asi 68 % vesmíru, fascinuje fyziky a astronomy po celá desetiletí. Temná energie je považována za nejhlubší záhadu v celé vědě. S pokročilými technologiemi a novějšími experimenty vědci o tom našli určité vodítka a minulý týden provedl mezinárodní tým výzkumníků první domnělou přímou detekci temné energie.

V podzemním experimentu zaznamenali jisté nečekané výsledky a píší, že za to může temná energie. Experiment XENON1T je nejcitlivějším experimentem s temnou hmotou na světě a byl provozován hluboko pod zemí v INFN Laboratori Nazionali del Gran Sasso v Itálii.

Zjištění také naznačuje, že experimenty jako XENON1T, které jsou navrženy k detekci temné hmoty, by mohly být také použity k detekci temné energie.

Temná energie versus temná hmota

Vše, co vidíme – planety, měsíce, masivní galaxie, vy, já, tento web – tvoří méně než 5 % vesmíru. Asi 27 % tvoří temná hmota a 68 % temná energie. Zatímco temná hmota přitahuje a drží galaxie pohromadě, temná energie odpuzuje a způsobuje expanzi našeho vesmíru.

Přestože jsou obě složky neviditelné, víme o temné hmotě mnohem více, protože její existence byla navržena již ve 20. letech 20. století, zatímco temná energie byla objevena až v roce 1998, řekla Sunny Vagnozziová z Cambridge's Kavli Institute for Cosmology, první autorka článek publikovaný minulý týden ve Physical Review D ve verzi. Rozsáhlé experimenty jako XENON1T byly navrženy tak, aby přímo detekovaly temnou hmotu tím, že hledaly známky toho, že temná hmota „zasáhne“ běžnou hmotu, ale temná energie je ještě obtížnější.

Jak provedli detekci?

Minulý rok ohlásil experiment XENON1T nečekaný signál. Tyto druhy excesů jsou často náhody, ale jednou za čas mohou také vést k zásadním objevům, řekl ve zprávě spoluautor Luca Visinelli z Frascati National Laboratories v Itálii.

V podstatě je tam nějaký šum na pozadí a elektrony v XENON1T se v průměru trochu samy pohnou, i když kolem nebudou žádné temné hmoty nebo temné energie, jednoduše díky kopnutí kvůli tomuto pozadí, vysvětlil Dr. Vagnozzi v e-mailu na indianexpress.com. Viděli jsme, že při energiích kolem ~2 keV dochází k mnohem více událostem, než by se dalo očekávat, jednoduše kvůli šumu a mohlo by to být kvůli temné energii

Bylo opravdu překvapivé, že tento přebytek mohl být v zásadě způsoben spíše temnou energií než temnou hmotou, uvedl Vagnozzi ve zprávě. Když věci do sebe takhle zapadnou, je to opravdu výjimečné.

Ale někteří astronomové mají také své pochybnosti. Pokud je to pravda, je to úžasný objev, řekl pro inverse.com astronom Alexej Filippenko z Kalifornské univerzity v Berkeley, který se na studii nepodílel. K ověření, zda je to pravda, však zbývá ještě mnoho udělat.

Zpravodaj| Kliknutím dostanete do své doručené pošty nejlepší vysvětlivky dne

Co když byl signál způsoben nějakou jinou silou?

Tým zkonstruoval fyzikální model, který používal screeningový mechanismus známý jako chameleon screening, aby ukázal, že částice temné energie produkované v silných magnetických polích Slunce by mohly vysvětlit signál pozorovaný v XENON1T.

V našem vesmíru jsou čtyři základní síly a spekulativní teorie navrhovaly pátou sílu – něco, co nelze vysvětlit čtyřmi silami. Ke skrytí nebo stínění této páté síly používá mnoho modelů pro temnou energii speciální mechanismy.

Dr. Vagnozzi vysvětluje, jak funguje screening chameleonů: Představte si dva lidi, kteří něco nesou, jeden těžký předmět a druhý lehký předmět. Osoba se světlým objektem to s největší pravděpodobností dotáhne dále. Podobně ani zde pátá síla nesená tímto těžkým chameleonem v hustém prostředí to daleko nedotáhne.

Kdy můžeme získat přímou detekci temné energie?

Dr. Vagnozzi říká, že přemýšlel o nových způsobech hledání temné energie. Tým doufá, že nadcházející upgrady experimentu XENON1T a podobné experimenty, jako je LUX-Zeplin – experiment nové generace s temnou hmotou umístěný v Sanford Underground Research Facility, a PandaX-xT – další projekt v China Jinping Underground Laboratory, by mohly pomoci přímo odhalit temné energie během příští dekády.

Sdílej Se Svými Přáteli: