НАСАМикроволновый зонд анизотропии Уилкинсона (WMAP) стал настоящим переломным моментом в стремлении человечества понять космос. Его результаты рассчитали возраст Вселенной и нанесли кривизну пространства. Он нанес на карту космическое микроволновое фоновое излучение и, при неожиданном повороте событий, обнаружил, что атомы составляют всего 4,6 процента Вселенной.
Однако остальная вселенная далеко не пуста. Темная материя составляет 23,3 процента космоса, а темная энергия заполняет 72,1 процента. Вместе эти материалы составляют колоссальные 95,4 процента Вселенной, поэтому неудивительно, что мы все еще пытаемся выяснить, что же такое темная материя и темная энергия на самом деле.
WMAP был запущен в 2001 году, но проблема темной энергии проявилась раньше - еще в 1998 году, когдаКосмический телескоп Хаббл наблюдал три очень любопытных сверхновых. Самый далекий из этих космических взрывов произошел 7,7 миллиарда лет назад, более чем на полпути к самому Большому взрыву. Это понимание древнего космоса показало, что расширение Вселенной не замедляется, а скорее ускоряется. Это поставило астрономов в тупик, большинство из которых предполагали до этого открытия, что расширение со временем замедлилось из-за гравитации.
Ученые связывают это ускоряющееся расширение стемной энергией, названной так потому, что ее точная природа остается загадкой, но что-то должно заполнить обширные просторы космоса, чтобы объяснить ускоряющееся расширение.
Возможно, мы еще не знаем, что такое темная энергия, но у ученых есть несколько ведущих теорий. Некоторые эксперты считают, что это свойство самого пространства, что согласуется с одной из ранних теорий гравитации Эйнштейна. В этом случае темная энергия будет космологической константой и, следовательно, не будет разбавляться по мере расширения пространства. Другая частично опровергнутая теория определяет темную энергию как новый тип материи. Названное «квинтэссенцией», это вещество заполнило бы Вселенную подобно жидкости и обладало бы отрицательной гравитационной массой. Другие теории предполагают возможность того, что темная энергия возникает неравномерно, или что наша нынешняя теория гравитации неверна.
Темная материя, для сравнения, гораздо лучше изучена. Он не излучает и не отражает свет, но ученые могут определить, где он находится, исходя из его гравитационного воздействия на окружающее вещество. Ученые используют технику, называемую гравитационным линзированием, чтобы добиться этого, наблюдая за тем, как гравитационное притяжение темной материи изгибает и искажает свет от далеких галактик.
Эти наблюдения исключают наличие звезд, антиматерии, темных облаков или любых форм обычной материи. Некоторые ученые считают сверхмассивные черные дыры потенциальными кандидатами на роль темной материи, в то время как другие отдают предпочтение либоМАЧО(массивные компактные гало-объекты), либоWIMPs(массивные частицы со слабым взаимодействием). К MACHO относятся коричневые карлики, слабые звезды, которые обладают гравитационным притяжением, но не излучают свет. С другой стороны, вимпы представляют собой совершенно другую форму материи, оставшуюся после Большого взрыва.
Исследования точной природы темной материи и темной энергии продолжаются. Со временем ученые надеются получить более четкое представление об этих двух ярких (или темных) космических неизвестных.