ciemna energia

ciemna energia,

hipotetyczny ośrodek wypełniający cały Wszechświat, o niezwykłych właściwościach, takich jak ujemne ciśnienie.

W odróżnieniu od ciemnej materii, ciemna energia miałaby być rozłożona w całej przestrzeni jednorodnie, bez skupiania się wokół takich struktur, jak galaktyki, gromady galaktyk czy supergromady. Choć gęstość tego ośrodka jest bardzo mała w porównaniu z innymi gęstościami spotykanymi w przyrodzie, a masa odpowiadająca ciemnej energii, zawarta w objętości całej kuli ziemskiej, jest równa zaledwie masie ziarenka ryżu, to w skali kosmicznej ciemna energia dominuje nad innymi formami masy-energii, takimi jak ciemna materia czy materia barionowa, tj. złożona z protonów i neutronów. Ciemna energia stanowi prawdopodobnie ok. 70% masy-energii we Wszechświecie, podczas gdy ciemna materia ok. 25%, a materia barionowa najwyżej ok. 5%. W równaniach ogólnej teorii względności, wiążących właściwości czasoprzestrzeni z masą-energią, ciemna energia występuje w tensorze energii-pędu. Ze względu na ujemne ciśnienie ciemna energia powoduje przyspieszanie rozszerzania się Wszechświata. Niezwykłą właściwością ciemnej energii jest to, że jej gęstość jest stała pomimo rozszerzania się Wszechświata. Ilość ciemnej energii w stosunku do ciemnej materii i materii barionowej sprawiła, że po ok. 7 mld lat od Wielkiego Wybuchu (który nastąpił ok. 14 mld lat temu; Wielkiego Wybuchu teoria) Wszechświat zaczął rozszerzać się coraz szybciej. Występujące przez pierwszą połowę istnienia Wszechświata hamowanie ekspansji zostało zastąpione jej przyspieszeniem. To przyspieszone rozszerzanie się Wszechświata przejawia się w obserwowanej przez astronomów zależności między odległością do supernowych typu Ia a prędkością ucieczki galaktyk, w których wybuchły. Dotyczy to supernowych w bardzo odległych galaktykach, dla których przesunięcie ku czerwieni jest rzędu jeden. Obserwacje te były powodem, dla którego wysunięto hipotezę ciemnej energii. Duża ilość ciemnej energii w Kosmosie powoduje, że geometria Wszechświata w wielkiej skali jest euklidesowa, Wszechświat jest płaski. Określenie euklidesowej geometrii Wszechświata na podstawie obserwacji mikrofalowego promieniowania tła przez sondę WMAP (ang. Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), przeznaczoną do prowadzenia badań z zakresu kosmologii, stanowiło niezależne potwierdzenie hipotezy ciemnej energii

Z teoretycznego punktu widzenia, ciemna energia i powodowana przez nią przyspieszona ekspansja Wszechświata odpowiadają różnej od zera wartości stałej kosmologicznej, wprowadzonej przez A. Einsteina do równań ogólnej teorii względności. Fizyczna natura ciemnej energii jest nieznana, choć wielu fizyków przypuszcza, że jest ona związana z podstawowymi właściwościami fizycznymi próżni. W ramach istniejących teorii fizycznych nie jest możliwe wyjaśnienie ilości ani właściwości ciemnej energii.

Wersją hipotezy ciemnej energii jest hipoteza kwintesencji.

Stanisław Bajtlik