Каков состав Вселенной?

Примерно 74% темной энергии, 22% темной материи, 4% видимого вещества, 0.00001% света.
Каков состав Вселенной?

НИКОЛАЙ СУХОВ

Студент кафедры физики частиц и космологии МГУ

Как получаются такие цифры? Из изучения динамики расширения Вселенной. Разная материя при расширении меняется по-разному. Пусть все расстояния во вселенной увеличились вдвое. Тогда объем увеличился в 8 раз. Плотность обычной (и темной) материи при этом уменьшится в 8 раз. Частиц в куске пространства меньше не стало, но кусок растянулся. Со светом другая история. При растяжении Вселенной растягивается также длина волны света, поэтому свет краснеет, энергия одного фотона уменьшается, в дополнение к этому количество фотонов упало. По этому при растяжении в 2 раза плотность энергии света уменьшится в 2*8=16 раз. Вакуумная же энергия или темная энергия на то и вакуумная, что является свойством пространства. Она с растяжением пространства не меняется. (Получается, что глобально во Вселенной энергии становится больше, объем вырос, а плотность вакуумной энергии не поменялась. В стандартном смысле в теории относительности энергия не сохраняется, только в частных случаях)

Наша Вселенная расширяется с ускорением, согласно теории относительности ускоренное расширение дает темная энергия, изучив то, как скорость расширения меняется со временем мы померили что вакуумной или темной энергии 74%, а обычной материи 26% по массе. И средняя плотность этих 26% в пять раз больше чем средняя плотность видимой материи, то есть галактик, межгалактического газа и прочего. Разницу назвали темной материей, потому что эта материя имеет свойства похожие на обычную, но с обычной взаимодействует очень слабо. Плотность фотонов, оставшихся после большого взрыва (это основная часть фотонов во вселенной) можно пересчитать, поэтому мы точно знаем что их 0.00001% от суммарной массы. Нейтрино от большого взрыва мы ловить не умеем и их вклад пересчитать прямо не можем, можем только сказать, что они вносят незначительный вклад.

Вот. Естественно в будущем эти цифры будут меняться. Плотность материи будет и дальше падать, а вакуумная энергия нет, значит ее доля будет расти. Что касается состава видимой материи, то она состоит из атомов, долю разных атомов уже здесь называли.

Природа темной материи до сих пор не очень изучена. Может это что-то известное физике, а может что-то новое. Что касается темной энергии, есть очень много кандидатов. В том числе это может быть материя в очень специфическом состоянии. А может это такое новое свойство гравитации, которого нет в общей теории относительности.

Источник: thequestion.ru

Комментарии
Комментарии