Как устроена Вселенная? Темные секреты Вселенной

   Вполне естественно, что мало кто из нас знает о том, как возникла Вселенная, мы никогда этого не видели, и при создании Вселенной нас не было. Но людей всегда интересовал еще один вопрос – как устроена Вселенная? Удивительно осознавать тот факт, что до недавнего времени, когда мы говорили о Вселенной, о разных планетах, звездах и галактиках, мы говорили всего лишь о нескольких процентах того что там есть, а все остальное считалось пустотой и вакуумом.

На самом деле, физики и астрономы обнаружили, что все, что мы видим во Вселенной вооруженным и невооруженным глазом – составляет всего лишь крошечные 4%. Астрофизические и космологические наблюдения показывают, что большая часть того, из чего устроена Вселенная – это не совсем пустота. Она устроена из неких невидимых веществ, которые не имеют электромагнитного излучения – а это значит, что мы не можем обнаружить эти вещества непосредственно в телескопы или любые другие аналогичные инструменты. Мы можем обнаружить эти загадочные вещества только благодаря их гравитационным эффектам, что делает их изучение очень затруднительным. Эти загадочные субстанции сегодня известны как «темная материя» и «темная энергия».

Что же это такое и какую роль эти вещества сыграли в эволюции Вселенной? Пока это остается тайной, но в этой тайне лежат интригующие возможности новых открытий науки – как устроена Вселенная? Как установили ученые, «темная материя» составляет около 23% всей массы Вселенной. Первый намек на существование темной материи пришел в 1933 году, когда астрономические наблюдения и расчеты различных гравитационных эффектов показали, что во Вселенной должно быть еще что-то большее, чем могут видеть телескопы. Сегодня ученые считают, что гравитационное влияние темной материи заставляет внешние границы галактик вращаться быстрее, чем предполагалось раньше, и что ее гравитационное поле отклоняет свет позади объектов. Измерение этих эффектов показывает, что темная материя действительно существует. Такие исследования могут быть использованы для оценки плотности темной материи, хоть мы и не можем непосредственно ее наблюдать.

Но, как устроена Вселенная и что такое темная материя? Одна из идей состоит в том, что она могла бы содержать «суперсимметричные частицы» (расширения или продолжение) уже известных частиц в стандартной модели. Все эти частицы темной материи вполне согласуются с тем, как она себя проявляет. Возможно, эксперименты на Большом адронном коллайдере помогут найти их и узнать как устроена Вселенная. А вот «темная энергия» составляет примерно 73% Вселенной, и, как предполагается, связана с вакуумом в пространстве. Эта энергия однородно распределена по всей Вселенной, но не только в пространстве, но и во времени.

Феномен темной энергии связывают с тем, что ее воздействие влияет на расширение Вселенной с ускорением. Равномерное распределение означает, что темная энергия не имеет локального гравитационного эффекта на конкретные объекты, а имеет глобальный эффект на Вселенную в целом. Энергетическая плотность темной энергии приводит к силе отталкивания, которая имеет тенденцию к ускорению расширения Вселенной. Скорость расширения и его ускорение можно измерить с помощью наблюдений на основе закона Хаббла. Эти измерения, совместно с другими научными данными, подтвердили существование темной энергии.