Учені вважають, що, можливо, для опису темної матерії і темної енергії знадобиться нова теорія гравітації.
Астрономи покладають великі надії на нову наземну обсерваторію, яка отримала назву Обсерваторія імені Віри Рубін. Наразі закінчується її будівництво в Чилі й очікується, що після початку роботи у 2025 році обсерваторія зможе розкрити дві найважливіші таємниці космосу: природу темної матерії та темної енергії. Обидві вони складають так званий “темний Всесвіт”. Протягом 10 років щоночі телескоп обсерваторії спостерігатиме за космосом і створюватиме щоразу до 1000 знімків, що дасть змогу астрономам зрозуміти, як розвивався Всесвіт від самого початку.
Темна матерія і темна енергія
Темна матерія і темна енергія становлять 95% від загального вмісту енергії та матерії у Всесвіті, при цьому темна матерія займає 27%, а темна енергія — 68%. Але їх неможливо побачити безпосередньо.
Річ у тім, що темна енергія не вступає у взаємодію зі світлом, і про те, що вона існує, вчені знають через її гравітаційний вплив на світло і звичайну матерію. Цей гравітаційний вплив допомагає вмісту галактик утримуватися разом під час обертання. Це відкриття зробила астрономиня Віра Рубін, ім’я якої й отримала нова наземна обсерваторія. Самі галактики також утримуються в галактичних скупченнях завдяки темній матерії, а це означає, що вона впливає на збереження міцності структури всього Всесвіту.
Темна енергія прискорює розширення космосу і завдяки її взаємодії з тканиною простору-часу галактики віддаляються одна від одної. Дію темної енергії описує космологічна постійна. Але, ця постійна, передбачена квантовою теорією поля, що враховує всі частинки у Всесвіті, перевищує значення, виміряне астрономами під час спостережень за космосом на 120 порядків.
Змінена теорія гравітації
За словами наукового співробітника Обсерваторії Віри Рубін, Алехандро Малагона, за допомогою спостережень за допомогою нового телескопа науковці зможуть побачити, як темна матерія спотворює зображення далеких галактик, і так можна буде скласти найточнішу карту її розподілу в космосі. Також вчені зможуть зрозуміти, яким чином взаємодіють темна матерія і темна енергія, щоб створювати нинішню структуру Всесвіту.
Також учені вважають, що Обсерваторія імені Віри Рубін допоможе визначити точне значення космологічної сталої за допомогою гравітаційного лінзування, яке передбачив уперше Альберт Ейнштейн.
Згідно з теорією відносності всі об’єкти, що мають масу, викривляють тканину простору-часу. І що більша маса об’єкта, то більше викривлення він створює. З цього викривлення виникла концепція гравітації. Коли астрономи хочуть побачити дуже далекий об’єкт, то вони використовують як гравітаційну лінзу ближчий до нас об’єкт, що має величезну масу, наприклад, галактику. Світло від фонового об’єкта проходить через галактику, вона його викривляє і підсилює, і таким чином далекий об’єкт стає видимим.
Темна матерія також має масу і також може викривляти світло, хоча й не взаємодіє з ним. Завдяки цьому вчені з’ясували, що навколо галактик існує гало з темної матерії. Науковці вважають, що за допомогою гравітаційного лінзування можна побачити всю масштабну павутину темної матерії, що пронизує Всесвіт.
За словами вчених, можливо, спостереження за допомогою Обсерваторії імені Віри Рубін навіть нададуть докази того, що темна матерія і темна енергія взагалі не є правильними складовими нашого Всесвіту. Тобто для опису їхньої природи знадобиться змінена теорія гравітації, відмінна від тієї, яку запропонував Ейнштейн.
Джерело: Фокус
