Tamna energija

Poslednjih godina gomilaju se dokazi u prilog činjenici da je, osim tamnom materijom svemir bogat i tamnom energijom. To pre svega pokazuju merenja dalekih supernova koja nedvosmisleno ukazuju da se širenje svemira ubrzava, a ne usporava kako se donedavno mislilo.  Kako sva uobičajena materija deluje gravitaciono privlačno i tako usporava širenje svemira, ovo ubrzavanje ukazuje na novi sastojak svemira koji deluje u suprotnom smeru i tera ga da se širi sve brže. Taj je sastojak prozvan tamna energija. Šta je ona zapravo i koje je njeno poreklo je još uvek nepoznato, ali postoji nekoliko teorija. Najpoznatija od njih je da je ta tamna energija tzv. kosmička konstanta koju je još davno u svoje jednačine uveo (pa odbacio) A. Einstein.

 

Smrt zvezde Velike zvezde umiru u eksplozijama supernova ostavljajući ostatke poput ovog u sazvežđu Labuda (slika je u frekventnom pojasu X-zraka). Nedavna posmatranja vrlo dalekih supernova govore da se širenje svemira ubrzava i da je prostor ispunjen tamnom energijom koja deluje gravitaciono odbijajuće. (Foto: N.Levenson/NASA.)

Pored spomenutih merenja supernova, ovih dana su objavljeni i novi rezultati merenja temperaturnih nejednakosti u kosmičkom pozadinskom zračenju. Te nejednakosti zavise od geometrije svemira i merenja pokazuju da je svemir približno ravan. Kako je iz direktnih merenja gustine materije u svemiru poznato da te materije ima premalo tj. da bi po njoj samoj svemir morao biti zakrivljen, potrebno je dodati tu "tamnu energiju" koja dopunjuje delovanje materije i "izravnava" svemir. Istovremeno, ti rezultati pokazuju da će se širenje svemira večno nastaviti.

 

Svemir kao sočivo Merenjem veličine hladnih i toplih mrlja na fotografijama pozadinskog zračenja moguće je odrediti geometriju svemira. Kosmičke simulacije predviđaju u slučaju ravne geometrije (one koja se uči u školi) dominaciju mrlja veličine otprilike jednog lučnog stepena (dole sredina). S druge strane, ukoliko je geometrija prostora zakrivljena, zakrivljivanje putanja zraka svetlosti će deformisati sliku. U pozitivno zakrivljenom svemiru (u kojem paralelni pravci konverguju jedan drugom) svemir će delovati kao sočivo i strukture će izgledati veće od jednog stepena. Suprotno tome, u negativno zakrivljenom svemiru strukture će izgledati manje (dole desno). Poređenje ovih modela sa fotografijama projekta BOOMERANG (gore) govori da je svemir približno ravan. (Ljubaznošću BOOMERANG kolaboracije.)

Kad se sve sabere, ispada da u svemiru postoje tri glavne vrste tamne materije. Kao prvo, postoji "obična" tamna materija koju sačinjavaju objekti sastavljeni od obične barionske materije (protona i neutrona). To mogu biti proto-zvezde koje su prelagane da bi svetlile, neutronske zvezde, crne rupe, itd. Vidljive zvezde čine oko pola posto ukupne mase/energije svemira, a ova obična tamna materija oko 4-5 posto. Zatim postoji nebarionska tamna materija sastavljena od jo nepoznatih čestica (možda suprasimetričnih WIMP čestica) koja sačinjava oko 30-40 posto ukupne mase/energije svemira. Preostalih 50-70 posto pripada onda toj tamnoj energiji.