Diferența dintre materia întunecată și energia întunecată
Share
Diferența principală - Întunericul vs. Energia întunecată
Înțelegerea materiei întunecate și a energiei întunecate este unul din principalele mistere ale științei. Existența materiei întunecate și a energiei întunecate este susținută de o serie de observații diferite. Cu toate acestea, încă nu se știe cum provine materia întunecată și energia întunecată sau din ce sunt compuse. principala diferență între materia întunecată și energia întunecată este asta materia intunecată interacționează prin gravitate și încearcă să aducă materia împreună, întrucât energia întunecată accelerează expansiunea universului, împingând astfel materia în afară.
Ce este Dark Matter
La începutul anilor 1930, Fritz Zwicky, un astronom elvețian, studiase modul în care galaxiile se mișcau în grupurile de galaxii. Putea calcula masa unei galaxii folosind două metode. În primul rând, prin examinarea mișcării galaxiilor, putea deduce forțele gravitaționale dintre galaxii și a determinat câtă masă ar trebui să fie prezentă. În al doilea rând, el putea măsura strălucirea galaxiilor și a dedus câtă materie ar trebui să fie prezentă. Rezultatele sale au arătat o discrepanță: când a folosit mișcarea pentru a calcula masa, a venit cu o valoare mult mai mare decât atunci când a folosit lumină pentru a măsura masa. Pentru a explica acest lucru, Zwicky a crezut că trebuie să existe și alții invizibil "Întuneric", care nu putea fi explicată de lumină.
În următoarele patru decenii, nu s-au făcut cercetări serioase cu privire la acest mister. În anii 1970, Vera Rubin, care studiase cât de repede se deplasează stelele în jurul unei galaxii, a observat că stelele mai departe de centru se deplasează cu viteze mai mari decât ar fi trebuit. Ea a concluzionat că trebuie să existe o materie invizibilă într-o galaxie care să poată explica acest comportament. Imaginea de mai jos rezumă concluziile ei:
A galaxia de rotație - graficul arată viteza cu care se deplasează stelele într-o galaxie, în funcție de distanța dintre stele din centrul galaxiei. Linia solidă arată rezultatul observat, în timp ce linia punctată arată rezultatul așteptat atunci când este considerată numai masa vizibilă (adică materia obișnuită).
Un alt caz convingător pentru existența materiei întunecate vine de la gravitaționale. Conform teoriei relativității, când lumina străbate obiecte masive, calea luminii devine curbată. Ca urmare, galaxiile îndepărtate pot apărea distorsionate.
Gravitational lensing denaturează imaginile unor galaxii îndepărtate
Bullet Cluster constă în două galaxii care se deplasează unul după celălalt după ce s-au ciocnit. O imagine a clusterului glonțului este prezentată mai jos. Putem determina unde se află materia obișnuită în această galaxie, uitându-se la razele x emise de gaze. Regiunile roz de pe imagine arată unde este concentrată materia obișnuită. Cu toate acestea, studiind efectele gravitaționale ale lentilelor produse de Clusterul Bullet, se constată că cea mai mare parte a masei este concentrată în regiunile arătate în albastru.
Clusterul Bullet: Regiunile în roz arată unde materia obișnuită (vizibilă) este cea mai concentrată. Regiunile albastre arată unde ar trebui să existe cea mai mare masă din măsurătorile lentilelor gravitaționale.
Acesta este un indiciu puternic că materia întunecată există. Când galaxiile s-au ciocnit, particulele de materie întunecată ar trebui să poată să se deplaseze relativ repede, deoarece interacționează puternic prin gravitate. Materiile obișnuite interacționează mult mai mult unul cu celălalt (de exemplu cu forțe electromagnetice). Prin urmare, este nevoie de mult mai mult pentru ca materia obișnuită să treacă unul peste celălalt. Aceasta explică de ce zonele roz sunt prezente în centrul clusterului.
Ce este energia întunecată
Lumina de la stelele care se îndepărtează de noi devine deplasată spre roșu. adică atunci când privim lumina, apare mai roșie decât ar trebui să fie. La sfârșitul anilor 1920, Edwin Hubble și-a dat seama că vedetele mai îndepărtate au întotdeauna schimbări de roșu, arătând că universul se extinde. La sfârșitul anilor 1990, măsurarea distanțelor și a vitezei de la stele, chiar mai departe, folosind supernovele de tip Ia, a arătat că universul se extindea de fapt într-o rata accelerată. Acest tip de accelerație nu poate proveni din materie obișnuită sau materie întunecată, deoarece acestea interacționează prin gravitate și ar trebui, de fapt, să lucreze împotriva expansiunea universului. Prin urmare, se consideră că energia întunecată este responsabilă pentru accelerarea extinderii.
O altă dovadă a energiei întunecate provine din fluctuațiile mici prezente în fundal cosmic de microunde (CMB) radiații. Aceste fluctuații arată că universul este aproape de a fi "plat". Densitatea de masă-energie a materiei obișnuite din univers nu este nici pe departe suficientă pentru ao face să rămână netedă. Chiar dacă includem materia întunecată, densitatea încă nu este suficientă. Acest lucru poate fi reconciliat dacă vom lua restul energiei de masă pentru a veni din energia întunecată. Din măsurătorile cosmice ale fundalului microundelor realizate de Sonda de anizotropie cu microunde Wilkinson (WMAP), estimările curente pentru compoziția energiei de masă în univers sunt următoarele:
Conținutul de energie în masă al universului, compilat din datele WMAP (NASA)
Trebuie menționat că prezența materiei întunecate și a energiei întunecate nu este acceptată de unii oameni de știință. În schimb, ele susțin teorii alternative pentru a descrie efectele pe care le atribuim materiei întunecate și energiei întunecate. Aceste teorii adesea adaugă modificări teoriei relativității pentru a face explicații. Cu toate acestea, sprijinul pentru astfel de explicații alternative este în scădere.
Diferența dintre materia întunecată și energia întunecată
Efectul asupra materiei
Materie întunecată pot interacționa prin gravitate, astfel încât să contribuie la aducerea problemei împreună.
Energie întunecată face ca universul să se extindă la o viteză accelerată, cauzând distanțarea materiei.
Prezenţă
Materie întunecată nu este considerat a fi distribuit uniform.
Energie întunecată este gândit să fie distribuit uniform în univers.
Image Courtesy
"Vitezele asteptate (A) și observate (B) ca o funcție a distanței față de centrul galactic. Creat ca înlocuitor pentru Fișier: newtonianfig2.pngat Engleză Wikipedia "de PhilHibbs (Activitate proprie în Inkscape 0.42) [CC BY-SA 3.0], prin Wikimedia Commons
"Ce este mare și albastru și se poate înfășura în jurul unei întregi galaxii? Un miraj gravitațional de lentilă ... "de Lensshoe_hubble.jpg: ESA / Hubble & NASA (Lensshoe_hubble.jpg) [Domeniul public], prin intermediul Wikimedia Commons
"Imagine compusă care arată clusterul galaxiei 1E 0657-56, mai bine cunoscut sub numele de cluster bullet ..." de NASA / CXC / M. Weiss (Observatorul X-Ray Chandra: 1E 0657-56) [Domeniul public], prin Wikimedia Commons
"Astăzi" de către NASA / Echipa Științifică WMAP (Sponsor: Administrația Națională de Aeronautică și Spațială) [Nu este protejată prin drepturi de autor], prin intermediul Administrației Aeronautice și Spațiale NASA
