Темная материя и темная энергия – это загадочные составляющие Вселенной, которые не взаимодействуют со светом и не могут быть непосредственно обнаружены с помощью современных телескопов. Тем не менее, их существование подтверждается косвенными наблюдениями, такими как гравитационные эффекты на видимую материю и расширение Вселенной.
Темная материя составляет около 27% массы-энергии Вселенной. Ее существование было впервые постулировано в 1930-х годах астрономом Фрицем Цвикки, который обнаружил, что галактики в скоплениях движутся слишком быстро, чтобы их можно было объяснить только видимой материей. Он предположил, что должна существовать невидимая материя, которая обеспечивает дополнительную гравитационную силу, необходимую для удержания галактик в скоплении.
Существует несколько гипотез о том, что может составлять темную материю. Одна из наиболее популярных гипотез – это слабовзаимодействующие массивные частицы (WIMPs), которые предсказываются многими теориями физики элементарных частиц. Другие кандидаты на темную материю включают аксионы, стерильные нейтрино и даже первичные черные дыры.
Темная энергия составляет около 68% массы-энергии Вселенной. Ее существование было открыто в 1998 году двумя группами астрономов, которые изучали сверхновые типа Ia. Они обнаружили, что сверхновые находятся дальше, чем ожидалось, что указывает на то, что расширение Вселенной ускоряется. Темная энергия – это гипотетическая форма энергии, которая обладает отрицательным давлением и вызывает это ускоренное расширение.
Природа темной энергии до сих пор остается загадкой. Одна из наиболее популярных гипотез – это космологическая постоянная, которая представляет собой постоянную плотность энергии, равномерно распределенную по всему пространству. Другая гипотеза – это квинтэссенция, которая представляет собой динамическое скалярное поле, меняющееся со временем.
Изучение темной материи и темной энергии – одна из самых важных задач современной космологии. Понимание их природы поможет нам понять эволюцию Вселенной и ее будущее.