năng lượng tối 68,3%,
vật chất tối 26,8%,
khí Hình dung về tỷ suất thành phần ngoài hành tinh : năng lượng tối 68,3 %, 26,8 %, khí Hydro Heli tự do, những sao neutrino, thành phần chất rắn và những phần còn lại 4,9 %
Năng lượng tối chiếm hầu hết quốc tế vật chất
Trong vũ trụ học vật lý và thiên văn học, năng lượng tối là một dạng năng lượng chưa biết rõ chiếm phần lớn vũ trụ và có khuynh hướng tăng tốc độ giãn nở của vũ trụ. Năng lượng tối là thuyết được chấp nhận nhiều nhất kể từ những năm 1990, chỉ ra rằng vũ trụ đang giãn nở với vận tốc tăng dần. Theo Đội nghiên cứu Planck và dựa vào mô hình tiêu chuẩn của Vũ trụ học, tỷ lệ tương đối của vật chất-năng lượng, thì vũ trụ nhìn thấy được có chứa 26.8% vật chất tối, 63.8% năng lượng tối (tổng là 95.1%) với vật chất thường chỉ chiếm 4.9%. Một lần nữa, theo tỷ lệ tương đối vật chất-năng lượng, tỉ trọng của năng lượng tối (6.91 x 10-27 kg/m3) là rất thấp, còn thấp hơn cả tỉ trọng của vật chất thường và vật chất tối trong các thiên hà. Mặc dù thế, nó lại thống trị vật chất-năng lượng của Vũ trụ vì được dàn trải khắp không gian.
Hai trạng thái của năng lượng tối được đề xuất là hằng số vũ trụ, một tỉ trọng năng lượng không đổi lấp đầy không gian một cách đồng nhất, và trường vô hướng như đệ ngũ nguyên tố hay mô đun, một số trong đó tỉ trọng năng lượng có thể thay đổi trong không và thời gian. Các đóng góp liên tục từ các trường vô hướng thường cũng được bao gồm trong hằng số vũ trụ. Hằng số vũ trụ có thể được lập để tương đương với năng lượng chân không. Các trường vô hướng không thay đổi trong không gian có thể rất khó để phân biệt từ một hằng số vũ trụ vì thay đổi có thể cực kỳ nhỏ.
Các giám sát đúng chuẩn cao về sự co và giãn của thiên hà là bắt buộc để hoàn toàn có thể hiểu được như thế nào mà tỷ suất co và giãn biến hóa theo thời hạn và khoảng trống. Trong Thuyết tương đối, sự tăng trưởng của tỷ suất co và giãn được tham số hóa bởi phương trình trạng thái của thiên hà ( mối quan hệ giữa nhiệt độ, áp suất, và tổng tỉ trọng của vật chất, năng lượng và năng lượng chân không cho bất kỳ khu vực nào của khoảng trống ). Tính được phương trình trạng thái của thiên hà là một trong những nỗ lực lớn nhất trong quan sát thiên hà vào hiện tại .Thêm hằng số thiên hà vào thước đo FLRW chuẩn dẫn đến quy mô Lambda-CDM, được biết đến với tên gọi ” quy mô tiêu chuẩn ” của Vũ trụ học do nó có độ đúng mực và trùng hợp với những quan sát đã được thực thi. Năng lượng tối đã được sử dụng như thể một thành phần tối quan trọng trong một nỗ lực gần đây để lập ra một quy mô vòng tròn cho Vũ trụ .
Bản chất của năng lượng tối[sửa|sửa mã nguồn]
Có khá nhiều điều về thực chất của năng lượng tối vẫn còn là một yếu tố để suy đoán. Bằng chứng về sự sống sót của năng lượng tối dù là gián tiếp nhưng đến từ ba nguồn tự do :
- Tính toán khoảng cách và liên hệ của chúng với dịch chuyển đỏ, cho thấy rằng Vũ trụ đã giãn nở trong suốt nửa cuộc đời của nó.
- Một nhu cầu trong lý thuyết về một loại năng lượng mà không là vật chất hay vật chất tối để hình thành nên vũ trụ phẳng nhìn thấy được (sự thiếu vắng của bất kỳ độ cong nào).
- Nó có thể được suy ra khi tính toán các mô hình sóng cỡ lớn của tỷ trọng vật chất của Vũ trụ.
Vật chất tối giàn trải rất đồng đều, không quá dày và chưa khi nào được nhìn thấy tiếp xúc hay phản ứng với những lực cơ bản ngoài trọng tải. Do đặc thù khá loãng – khoảng chừng 10 − 30 g / cm3 – nó khó hoàn toàn có thể bị bắt được trong những thí nghiệm. Năng lượng tối hoàn toàn có thể có hiệu ứng mạnh với Vũ trụ, tạo nên đến 68 % tỷ lệ phổ quát, chỉ do tại nó lấp một cách đồng đều khắp khoảng trống trống. Hai quy mô đứng đầu là hằng số thiên hà và đệ ngũ nguyên tố. Cả hai quy mô đều gồm có đặc thù của năng lượng tối là nó có áp suất âm .
Hiệu ứng của năng lượng tối : một áp suất chân không âm không biến hóa[sửa|sửa mã nguồn]
Độc lập trọn vẹn khỏi thực chất thực sự của nó, năng lượng tối sẽ cần một áp suất âm mạnh để hoàn toàn có thể lý giải cho hiện tượng kỳ lạ tăng vận tốc co và giãn của thiên hà .Dựa theo Thuyết tương đối, áp suất trong một chất góp phần trực tiếp cho lực mê hoặc của vật với những vật khác giống như tỷ trọng vật chất của nó. Điều này xảy ra vì đại lượng vật lý làm cho vật chất tạo ra lực mê hoặc là tensơ ứng xuất – xung lượng, có chứa cả tỷ trọng năng lượng ( hay vật chất ) của chất, áp suất cũng như là độ dẻo của nó .
Trong thước đo Friedmann–Lemaître–Robertson–Walker, có thể nhìn thấy một áp suất âm mạnh, không đổi trong toàn Vũ trụ gây ra hiện tượng tăng tốc độ giãn nở của vũ trụ nếu Vũ trụ đã giãn nở, hay một sự giảm tốc trong sự co giãn của Vũ trụ nếu Vũ trụ đã co giãn. Chính xác hơn nữa, hàm bậc hai của yếu tố quy mô của vũ trụ,
a
¨
{displaystyle {ddot {a}}}
w
(xem Phương trình Friedmann).
Hiệu ứng tăng cường co và giãn này đôi lúc có tên là ” lực đẩy trọng trường “, là một cách miêu tả nhiều sắc tố nhưng hoàn toàn có thể khó hiểu. Trong thực tiễn, một áp suất âm không tác động ảnh hưởng đến tương tác mê hoặc giữa khối lượng – vẫn còn mê hoặc – nhưng chỉ đổi khác sự tăng trưởng toàn diện và tổng thể của Vũ trụ trên quy mô lớn, thường dẫn đến sự tăng cường co và giãn của Vũ trụ mặc dù lực mê hoặc giữa khối lượng xuất hiện trong Vũ trụ .Sự co và giãn chỉ đơn thuần là một công dụng của tỷ trọng năng lượng tối. Năng lượng tối rất dai dẳng : tỷ trọng của nó luôn luôn không đổi ( trong thí nghiệm, với tỷ suất 1 : 10 ), ví dụ, nó không bị pha loãng khi khoảng trống giãn ra .
Bằng chứng cho sự sống sót[sửa|sửa mã nguồn]
Siêu tân tinh[sửa|sửa mã nguồn]
Năm 1998, một quan sát được triển khai trên một Siêu tân tinh loại Ia ( Một A ) bởi Đội Tìm kiếm Siêu tân tinh High-Z theo sau là Dự án Siêu tân tinh chỉ ra rằng vận tốc co và giãn của Vũ trụ đang tăng dần. Giải Nobel năm 2011 trong nghành nghề dịch vụ Vật Lý được trao cho Saul Perlmutter, Brian P. Schmidt và Adam G. Riess vì vai trò tiên phong trong phát hiện trên .Từ đó, những quan sát trên đã được xác nhận bởi hàng loạt những nguồn tự do. Tính toán phông vi sóng Vũ trụ, quy tụ mê hoặc và những cấu trúc quy mô lớn của Vũ trụ cũng như là những giám sát nâng cao trên những siêu tân tinh cùng đồng nhất với quy mô Lamda-CDM. Một số người đã tranh luận rằng vật chứng duy nhất chứng tỏ được sự sống sót của một loại năng lượng như năng lượng tối là từ những quan sát trên việc thống kê giám sát khoảng cách và những di dời đỏ đối sánh tương quan. Bất đẳng hướng phông vi sóng ngoài hành tinh và giao động âm thanh baryon là những quan sát duy nhất có di dời đỏ lớn hơn dự trù từ một Vũ trụ Friedmann-Lemaître nhỏ bé và Hằng số Hubble .Các siêu tân tinh khá hữu dụng trong Vũ trụ học vì chúng là những thang đo khoảng cách xuất sắc xuyên suốt Vũ trụ. Chúng cho phép đo đạc lịch sử vẻ vang co và giãn của Vũ trụ bằng cách nghiên cứu và điều tra mối quan hệ giữa khoảng cách đến một vật thể và di dời đỏ của chúng, sau đó sẽ suy ra vận tốc chúng đang dần lùi xa khỏi ta. Mối quan hệ này khá tuyến tính, dựa vào luật Hubble. Chúng ta hoàn toàn có thể thuận tiện giám sát di dời đỏ, nhưng tìm ra được khoảng cách để đến một vật thể thì khó hơn. Thường, một nhà thiên văn học sẽ dùng một thang đo khoảng cách : một vật thể mà trong đó độ sáng nội tại và cấp sao tuyệt đối được biết đúng chuẩn. Điều này được cho phép khoảng cách của vật thể được đo từ độ sáng quan sát được đến từ nó, hay cấp sao biểu kiến. Một siêu tân tinh loại Ia được biết đến nhiều nhất với vai trò là thang đo khoảng cách xuyên thấu Vũ trụ vì ánh sáng mạnh và không thay đổi của nó .
Các quan sát gần đây trên các siêu tân tinh đều nhất quán với một Vũ trụ được tạo thành bởi 71.3% năng lượng tối và 27.4% tổng hợp của vật chất tối và vật chất baryon.
Phông vi sóng Vũ trụ[sửa|sửa mã nguồn]
Sự sống sót của năng lượng tối, trong bất kỳ hình thức nào, đều thiết yếu để dung hòa những thống kê giám sát hình học của Vũ trụ với tổng vật chất trong Vũ trụ. Tính toán về bất đẳng hướng phông vi sóng Vũ trụ chỉ ra rằng Vũ trụ gần như phẳng. Để hình dáng của Vũ trụ hoàn toàn có thể có dạng phẳng, tỷ trọng vật chất / năng lượng của Vũ trụ phải gần bằng tỷ trọng tỷ lệ tới hạn. Tổng vật chất trong Vũ trụ ( gồm có cả những hạt baryon và vật chất tối ), đã tính được qua quang phổ trong phông vi sóng, tính được chỉ có 30 % tỷ lệ số lượng giới hạn. Điều này nói lên rằng sự sống sót của một dạng năng lượng khác chỉ còn 70 %. Tàu vũ trụ Quả cầu Bất đẳng hướng Vi sóng Wilkinson ( WMAP ) mất bảy năm nghiên cứu và phân tích đã đưa ra Tóm lại một Vũ trụ cấu trúc từ 72.8 % năng lượng tối, 22.7 % vật chất tối và 4.5 % vật chất thường. Các thí nghiệm triển khai xong năm 2013 dựa trên những quan sát của tàu ngoài hành tinh Planck trên phông vi sóng đã đưa ra tác dụng đúng mực hơn là 68.3 % năng lượng tối. 26.8 % vật chất tối và 4.9 % vật chất thường .
