MOSKOW, 26 Januari - RIA Novosti. Sekelompok ilmuwan independen telah mengkonfirmasi bahwa Alam Semesta saat ini memang berkembang jauh lebih cepat daripada yang ditunjukkan oleh perhitungan berdasarkan pengamatan “gema” Big Bang, menurut serangkaian lima makalah yang diterima untuk diterbitkan dalam jurnal Monthly Notices of the Royal Masyarakat Astronomi.
“Perbedaan dalam laju perluasan Alam Semesta saat ini dan apa yang ditunjukkan oleh pengamatan Big Bang tidak hanya telah dikonfirmasi, namun juga diperkuat oleh data baru tentang bagaimana galaksi-galaksi jauh membelokkan cahaya Model Standar kosmologi, khususnya, beberapa bentuk energi gelap lainnya,” kata Frederic Coubrin dari École Polytechnique Federale di Lausanne (Swiss).
Kelahiran Gelap Alam Semesta
Pada tahun 1929, astronom terkenal Edwin Hubble membuktikan bahwa Alam Semesta kita tidak berhenti, tetapi secara bertahap mengembang, mengamati pergerakan galaksi yang jauh dari kita. Pada akhir abad ke-20, ahli astrofisika menemukan, dengan mengamati supernova tipe pertama, bahwa supernova tersebut mengembang tidak dengan kecepatan konstan, tetapi dengan percepatan. Alasannya, seperti yang diyakini para ilmuwan saat ini, adalah energi gelap - zat misterius yang bekerja pada materi sebagai semacam "antigravitasi".
Juni lalu, peraih Nobel Adam Reiss dan rekan-rekannya, yang menemukan fenomena tersebut, menghitung laju ekspansi alam semesta saat ini dengan menggunakan bintang variabel Cepheid di galaksi terdekat, yang jaraknya dapat dihitung dengan presisi sangat tinggi.
Klarifikasi ini memberikan hasil yang sangat tidak terduga - ternyata dua galaksi yang dipisahkan oleh jarak sekitar 3 juta tahun cahaya, terbang menjauh dengan kecepatan sekitar 73 kilometer per detik. Angka ini jauh lebih tinggi daripada data yang diperoleh dengan menggunakan teleskop orbital WMAP dan Planck - 69 kilometer per detik - dan tidak dapat dijelaskan dengan menggunakan gagasan kita yang ada tentang sifat energi gelap dan mekanisme kelahiran Alam Semesta.
Riess dan rekan-rekannya mengemukakan bahwa ada juga zat "gelap" ketiga - "radiasi gelap" (radiasi gelap), yang menyebabkannya berakselerasi lebih cepat dari prediksi teoretis pada masa-masa awal alam semesta. Pernyataan seperti itu tidak luput dari perhatian, dan kolaborasi H0LiCOW, yang mencakup puluhan astronom dari seluruh benua di planet ini, mulai menguji hipotesis ini dengan mengamati quasar - inti aktif dari galaksi jauh.
Permainan lilin dan lensa kosmik
Quasar, berkat lubang hitam raksasa di pusatnya, membengkokkan struktur ruang-waktu dengan cara yang khusus, memperkuat cahaya yang melewati sekelilingnya, seperti lensa raksasa.
Jika dua quasar ditempatkan bersebelahan bagi pengamat di Bumi, hal menarik akan terjadi - cahaya quasar yang lebih jauh akan terpecah saat melewati lensa gravitasi inti galaksi pertama. Oleh karena itu, kita tidak akan melihat dua, melainkan lima quasar, empat di antaranya merupakan “salinan” ringan dari objek yang lebih jauh. Yang paling penting, setiap salinan akan mewakili "foto" quasar pada waktu yang berbeda dalam hidupnya, karena perbedaan jumlah waktu yang dibutuhkan cahaya untuk lepas dari lensa gravitasi.
Durasi waktu ini, seperti yang dijelaskan para ilmuwan, bergantung pada laju ekspansi Alam Semesta, yang memungkinkan untuk menghitungnya dengan mengamati sejumlah besar quasar yang jauh. Inilah yang dilakukan para peserta H0LiCOW, mencari quasar “ganda” yang serupa dan mengamati “salinannya”.
Secara total, Kubrin dan rekan-rekannya menemukan tiga “boneka matryoshka” quasar dan mempelajarinya secara detail menggunakan teleskop orbital Hubble dan Spitzer serta sejumlah teleskop berbasis darat di Kepulauan Hawaii dan Chili. Pengukuran ini, menurut para peneliti, memungkinkan mereka mengukur konstanta Hubble pada jarak kosmologis “rata-rata” dengan tingkat kesalahan 3,8%, beberapa kali lebih baik dari hasil yang diperoleh sebelumnya.
Perhitungan ini menunjukkan bahwa Alam Semesta mengembang dengan kecepatan sekitar 71,9 kilometer per detik, yang umumnya sesuai dengan hasil yang diperoleh Riess dan rekan-rekannya pada jarak kosmologis yang “dekat”, dan mendukung keberadaan alam “gelap” ketiga. zat yang mempercepat alam semesta di masa mudanya. Pilihan lain untuk menjelaskan perbedaan ini dengan data yang ada adalah bahwa Alam Semesta sebenarnya tidak datar, namun menyerupai bola atau “akordeon”. Mungkin juga jumlah atau sifat materi gelap telah berubah selama 13 miliar tahun terakhir, sehingga menyebabkan alam semesta berkembang lebih cepat.
Bagaimanapun, para ilmuwan berencana untuk mempelajari sekitar seratus quasar serupa untuk memverifikasi keandalan data yang mereka peroleh, dan untuk memahami bagaimana perilaku alam semesta yang tidak biasa dapat dijelaskan, yang tidak sesuai dengan teori kosmologis standar.
Menganalisis hasil pengamatan galaksi dan radiasi latar gelombang mikro kosmik, para astronom sampai pada kesimpulan bahwa distribusi materi di Alam Semesta (wilayah ruang yang dipelajari berdiameter melebihi 100 Mpc) adalah homogen dan isotropik, yaitu tidak bergantung pada posisi dan arah dalam ruang (lihat Kosmologi). Dan sifat-sifat ruang seperti itu, menurut teori relativitas, pasti memerlukan perubahan jarak antara benda-benda yang mengisi Alam Semesta seiring waktu, yaitu. Alam Semesta harus mengembang atau berkontraksi, dan pengamatan menunjukkan adanya perluasan.
Perluasan alam semesta sangat berbeda dengan pemuaian materi pada umumnya, misalnya dengan pemuaian gas dalam silinder. Gas yang mengembang mengubah posisi piston di dalam silinder, tetapi silinder tetap tidak berubah. Di Alam Semesta, terjadi perluasan seluruh ruang secara keseluruhan. Oleh karena itu, pertanyaan ke arah mana ekspansi terjadi menjadi tidak ada artinya di Alam Semesta. Perluasan ini terjadi dalam skala yang sangat besar. Di dalam sistem bintang, galaksi, cluster, dan superkluster galaksi, ekspansi tidak terjadi. Sistem yang terikat secara gravitasi seperti itu terisolasi dari perluasan alam semesta secara umum.
Kesimpulan bahwa Alam Semesta mengembang dikonfirmasi oleh pengamatan pergeseran merah pada spektrum galaksi.
Biarkan sinyal cahaya dikirim dari titik tertentu di ruang angkasa pada dua momen dan diamati di titik lain di ruang angkasa.
Karena adanya perubahan skala Alam Semesta, yaitu bertambahnya jarak antara titik emisi dan pengamatan cahaya, sinyal kedua harus menempuh jarak yang lebih jauh daripada yang pertama. Dan karena kecepatan cahaya konstan, sinyal kedua tertunda; interval antar sinyal di titik pengamatan akan lebih besar daripada di titik keberangkatannya. Semakin besar jarak antara sumber dan pengamat, maka semakin besar pula penundaannya. Standar frekuensi alami adalah frekuensi radiasi selama transisi elektromagnetik dalam atom. Karena efek perluasan Alam Semesta yang dijelaskan, frekuensi ini menurun. Jadi, ketika mengamati spektrum emisi suatu galaksi jauh, semua garisnya harus mengalami pergeseran merah dibandingkan dengan spektrum laboratorium. Fenomena pergeseran merah ini adalah efek Doppler (lihat Kecepatan radial) dari saling “hamburan” galaksi dan diamati dalam kenyataan.
Besarnya pergeseran merah diukur dengan perbandingan frekuensi radiasi yang berubah dengan frekuensi awal. Semakin besar jarak ke galaksi yang diamati, semakin besar pula perubahan frekuensinya.
Jadi, dengan mengukur pergeseran merah dari spektrum, dimungkinkan untuk menentukan kecepatan v galaksi saat mereka menjauh dari pengamat. Kecepatan ini berhubungan dengan jarak yang disebut konstanta Hubble.
Penentuan nilai yang akurat penuh dengan kesulitan besar. Berdasarkan pengamatan jangka panjang, nilai yang diterima saat ini adalah.
Nilai ini setara dengan peningkatan kecepatan resesi galaksi yang setara dengan sekitar 50-100 km/s untuk setiap megaparsec jarak.
Hukum Hubble memungkinkan untuk memperkirakan jarak galaksi yang terletak pada jarak yang sangat jauh berdasarkan pergeseran merah garis yang diukur dalam spektrumnya.
Hukum resesi galaksi diperoleh dari pengamatan dari Bumi (atau, bisa dikatakan, dari Galaksi kita), dan dengan demikian hukum ini menggambarkan jarak galaksi dari Bumi (Galaksi kita). Namun, kita tidak dapat menyimpulkan bahwa Bumi (Galaksi kita)-lah yang menjadi pusat perluasan Alam Semesta. Konstruksi geometris sederhana meyakinkan kita bahwa hukum Hubble berlaku untuk pengamat yang berada di galaksi mana pun yang berpartisipasi dalam resesi.
Hukum ekspansi Hubble menunjukkan bahwa materi di alam semesta dulunya mempunyai kepadatan yang sangat tinggi. Waktu yang memisahkan kita dari keadaan ini secara konvensional dapat disebut sebagai zaman Alam Semesta. Hal ini ditentukan oleh nilainya
Karena kecepatan cahaya terbatas, maka terbatasnya umur Alam Semesta sesuai dengan wilayah terbatas Alam Semesta yang saat ini dapat kita amati. Selain itu, bagian terjauh yang dapat diamati di Alam Semesta berhubungan dengan momen-momen awal evolusinya. Pada momen-momen tersebut, berbagai partikel elementer bisa saja lahir dan berinteraksi di Alam Semesta. Dengan menganalisis proses yang terjadi dengan partisipasi partikel-partikel tersebut pada detik pertama perluasan Alam Semesta, kosmologi teoretis menemukan, berdasarkan teori partikel elementer, jawaban atas pertanyaan mengapa tidak ada antimateri di Alam Semesta dan bahkan mengapa alam semesta mengembang.
Banyak prediksi teori tentang proses fisik partikel elementer berhubungan dengan wilayah energi yang tidak dapat dicapai dalam kondisi laboratorium bumi modern, misalnya pada akselerator.
Namun, pada periode sebelum detik pertama perluasan Alam Semesta, partikel dengan energi sebesar itu seharusnya sudah ada. Oleh karena itu, fisikawan memandang Alam Semesta yang mengembang sebagai laboratorium alami partikel-partikel elementer.
Di laboratorium ini, Anda dapat melakukan “eksperimen pemikiran”, menganalisis bagaimana keberadaan partikel tertentu akan mempengaruhi proses fisik di Alam Semesta, bagaimana prediksi teori ini atau itu akan terwujud dalam pengamatan astronomi.
Teori partikel elementer digunakan untuk menjelaskan “massa tersembunyi” Alam Semesta. Untuk menjelaskan bagaimana galaksi terbentuk, bagaimana mereka bergerak dalam gugus galaksi, dan banyak ciri lain dari distribusi materi tampak, ternyata perlu diasumsikan bahwa lebih dari 80% massa alam semesta tersembunyi dalam bentuk materi tak kasat mata. partikel yang berinteraksi lemah. Dalam hal ini, neutrino dengan massa diam bukan nol, serta partikel hipotetis baru, banyak dibahas dalam kosmologi.
Penelitian para astronom Amerika membenarkan informasi dari buku Anastasia Novykh. Laju perluasan Alam Semesta ternyata jauh lebih tinggi dari perhitungan sebelumnya. Para ilmuwan sampai pada kesimpulan bahwa fakta ini mungkin menunjukkan adanya semacam radiasi gelap atau ketidaklengkapan teori relativitas. diterima untuk dipublikasikan di Astrophysical Journal.
Ahli astrofisika Amerika dan peraih Nobel Adam Riess mencatat bahwa penemuan ini dapat membantu memahami apa itu materi gelap, serta energi gelap dan radiasi gelap. Hal ini dianggap cukup penting, karena ilmuwan modern memperkirakan bahwa berbagai kombinasi materi gelap menyumbang lebih dari 95% dari total massa alam semesta.
Sebelumnya, untuk mengukur laju perluasan Alam Semesta, supernova jauh dipelajari dan data dari probe WMAP dan Planck digunakan, yang dengannya mereka mempelajari “gema” gelombang mikro Big Bang. Dalam sebuah studi baru, ahli astrofisika memutuskan untuk mengubah taktik kerja mereka dan mulai mengamati bintang-bintang variabel yang relatif dekat di galaksi tetangga. Bintang-bintang ini disebut Cepheid. Mereka menarik bagi para peneliti karena denyutnya dapat digunakan untuk menghitung jarak objek luar angkasa yang jauh secara akurat. Tim Adam Riess menggunakan Teleskop Hubble untuk mengamati bintang-bintang serupa di 18 galaksi tetangga yang baru-baru ini mengalami ledakan supernova tipe 1. Sebagai hasil dari penelitian, jarak ke objek-objek ini dapat dihitung, yang membantu memperjelas nilai konstanta Hubble dan mengurangi kesalahan dalam perhitungannya dari 3% menjadi 2,4%. Hasilnya, dua galaksi yang terletak pada jarak 3 juta tahun cahaya satu sama lain ternyata terbang menjauh dengan kecepatan 73 kilometer per detik. Dengan demikian, hasil yang tidak terduga diperoleh: kecepatannya terasa lebih tinggi dibandingkan dengan perhitungan yang diperoleh menggunakan WMAP dan Planck. Nilai kecepatan ini tidak dapat dijelaskan oleh pandangan ilmiah yang ada tentang mekanisme asal usul alam semesta dan sifat energi gelap.
Foto oleh NASA/ESA/A.Riess
Adam Riess berpendapat bahwa tingkat ekspansi alam semesta yang begitu tinggi mungkin menunjukkan bahwa, selain energi gelap, ada energi lain yang terlibat dalam proses “percepatan”. substansi yang tidak terlihat. Ilmuwan menyebutnya “radiasi gelap”. Menurut para peneliti, “radiasi” ini memiliki sifat yang mirip dengan apa yang disebut neutrino steril, dan sudah ada pada masa-masa awal alam semesta, ketika ia didominasi oleh energi, bukan materi. Para ilmuwan berharap penelitian lebih lanjut dengan teleskop Hubble dan peningkatan akurasi pengamatan akan membantu memahami apakah “radiasi gelap” benar-benar diperlukan untuk menjelaskan hasil yang tidak terduga dalam studi laju ekspansi alam semesta.
Fakta bahwa Alam Semesta tidak berhenti, tetapi mengembang secara bertahap, dibuktikan pada tahun 1929 oleh astronom Edwin Hubble. Penemuan ini ia peroleh dengan mengamati pergerakan galaksi jauh. Pada akhir tahun 1990-an, ketika mempelajari supernova tipe pertama, ahli astrofisika dapat menemukan bahwa Alam Semesta mengembang bukan dengan kecepatan konstan, tetapi dengan percepatan. Kemudian disimpulkan bahwa penyebabnya adalah energi gelap.
Menariknya, hasil penelitian modern di bidang astronomi seringkali membenarkan informasi dari legenda kuno banyak bangsa di planet ini. Monumen budaya ini berisi informasi menakjubkan tentang lahirnya Alam Semesta melalui Suara Primer (yang masih teramati dalam bentuk latar radiasi tertentu), serta pengetahuan tentang tatanan dunia. Cukuplah mengingat mitos kosmogonik Dogon dan Bambara yang terkenal. Baru-baru ini saja dimungkinkan untuk memahami sebagian informasi yang disimpan orang-orang ini, berkat penemuan-penemuan di bidang astronomi. Namun dalam mitos Dogon juga masih tersimpan informasi bahwa tingkat perkembangan fisika modern belum mampu memberikan penjelasan ilmiah.
Kembali ke isu perluasan Alam Semesta, perlu dicatat bahwa hasil penelitian baru mengkonfirmasi apa yang diterbitkan bertahun-tahun yang lalu dalam buku Anastasia Novykh, dan penemuan sempurna hanyalah sebagian kecil dari pengetahuan yang terkandung di dalamnya. buku-buku ini. Jadi, misalnya di buku "Sensei-4" Dan "Allat Ra" Diketahui bahwa pergerakan Alam Semesta terjadi dalam bentuk spiral. Sama sekali, gerakan spiral adalah bidang studi yang menjanjikan; ia memanifestasikan dirinya dalam semua proses di dunia material. Namun yang paling menarik adalah buku penulisnya tidak hanya menggambarkan proses lahirnya Alam Semesta, tetapi juga memberikan informasi tentang apa yang sedang dan akan terjadi akibat perluasannya. Buku-buku itu juga mengandung nilai-nilai pengetahuan tentang kekuatan yang mendasari materi dan semua interaksinya, Analisis terhadap pandangan ilmiah modern di bidang kajian fenomena astronomi, analisis legenda kuno dari seluruh dunia dan masih banyak lagi telah dilakukan, yang dapat menjadi pendorong penemuan-penemuan penting dalam ilmu pengetahuan modern.
Misalnya, buku AllatRa memaparkan informasi yang cukup menarik tentang massa total Alam Semesta:
Rigden: ...Jumlah materi (volume, kepadatan, dll.), dan fakta keberadaannya di Alam Semesta tidak mempengaruhi massa total Alam Semesta. Orang terbiasa melihat materi dengan massa yang melekat hanya dari sudut pandang ruang tiga dimensi. Namun untuk lebih memahami makna permasalahan ini, Anda perlu mengetahui tentang multidimensi Alam Semesta. Volume, kepadatan, dan karakteristik lain dari benda tampak, yaitu materi yang akrab bagi manusia dengan segala keanekaragamannya (termasuk apa yang disebut partikel “dasar” saat ini) sudah berubah di dimensi kelima. Namun massa tetap tidak berubah, karena merupakan bagian dari informasi umum tentang “kehidupan” materi ini hingga dimensi keenam inklusif. Massa suatu materi hanyalah informasi tentang interaksi suatu materi dengan materi lainnya dalam kondisi tertentu. Seperti yang telah saya katakan, informasi yang tertata menciptakan materi, memberinya sifat-sifat, termasuk massa. Mengingat multidimensi alam semesta material, massanya selalu sama dengan nol. Massa total materi di Alam Semesta hanya akan sangat besar bagi Pengamat dimensi ketiga, keempat, dan kelima...
Anastasia: Massa alam semesta adalah nol? Hal ini juga menunjukkan sifat ilusi dunia, seperti yang dikatakan dalam banyak legenda kuno bangsa-bangsa di dunia...
Rigden: Ilmu pengetahuan masa depan, jika memilih jalur yang ditunjukkan dalam buku Anda, akan mampu menjawab pertanyaan tentang asal usul Alam Semesta dan penciptaan buatannya.
Baca lanjutannya di buku "AllatRa" halaman 42
Menurut pandangan ilmiah yang ada, “jika percepatan perluasan Alam Semesta terus berlanjut tanpa batas waktu, maka sebagai akibatnya, galaksi-galaksi di luar Superkluster Galaksi kita cepat atau lambat akan melampaui cakrawala peristiwa dan menjadi tidak terlihat oleh kita, karena kecepatan relatifnya akan melebihi kecepatan relatifnya. kecepatan cahaya."
Ada lagi pandangan lain tentang proses pemuaian Alam Semesta, yang dapat ditelusuri dari mitos-mitos masyarakat dunia yang berbicara tentang memperpendek hari dan tentang Suara Utama. Dalam buku "Sensei-4" Anda dapat membaca yang berikut ini:
—...Dalam waktu dekat, umat manusia akan menghadapi fenomena alam semesta lainnya. Akibat percepatan alam semesta yang semakin meningkat, akibat menipisnya kekuatan Allat, umat manusia akan merasakan pengurangan waktu yang sangat cepat. Fenomena yang terjadi adalah dua puluh empat jam sehari akan tetap sama, namun waktu akan berlalu jauh lebih cepat. Dan orang-orang akan merasakan pengurangan interval waktu yang cepat ini baik pada tingkat fisik maupun pada tingkat persepsi intuitif.
- Jadi ini ada hubungannya secara khusus dengan perluasan Alam Semesta? - Nikolai Andreevich mengklarifikasi.
- Ya. Dengan meningkatnya akselerasi. Semakin besar perluasan alam semesta, semakin cepat waktu berlalu, dan seterusnya hingga materi benar-benar musnah.
Terima kasih kepada para ilmuwan yang tertarik dengan ilmu dari buku A. Novykh dan mulai mendalami esensinya, laporan “PRIODIUM ALLATRA PHYSICS” baru-baru ini diterbitkan. Sebagaimana tertulis dalam laporan, landasan utama ilmu pengetahuan untuk penelitian ilmiah dibuat oleh penulis dalam karya “AllatRa” dan “Ezoosmos”. Dalam laporan para ilmuwan, informasi dari buku penulis dilengkapi dengan data baru. Secara khusus, konsep-konsep seperti kisi ezoosmik, bidang septon, septon muncul, yang merupakan dasar untuk memahami proses yang terjadi di dunia baik pada tingkat mikro maupun makro.
“Di jantung alam semesta material terdapat semacam “bingkai spasial”, sebuah struktur non-materi - sebuah EZOOSMIC GRID. Dalam imajinasi penghuni dimensi 3 dimensi, “struktur” energi ini secara keseluruhan akan menyerupai garis luarnya berupa benda yang sangat pipih, kira-kira mirip dengan batu bata pipih, yang tinggi sisi tepinya 1/72 dari ukuran alasnya perluasan alam semesta material dibatasi oleh ukuran kisi ezoosmik.
Ada 72 dimensi dalam grid ezoosmic (catatan: untuk informasi lebih lanjut tentang 72 dimensi, lihat buku AllatRa). Segala sesuatu yang oleh ilmu pengetahuan modern disebut sebagai "alam semesta material" hanya ada dalam 6 dimensi pertama, dan 66 dimensi sisanya, pada dasarnya, adalah superstruktur pengendali yang menahan "dunia material" dalam kerangka pembatas tertentu - enam dimensi. Menurut pengetahuan kuno, 66 dimensi (termasuk 7 hingga 72) juga milik dunia material, tetapi pada hakikatnya tidak demikian.
Di luar jaringan ezoosmik, yang juga dinyatakan dalam tradisi suci kuno berbagai bangsa di dunia, terdapat dunia spiritual - dunia yang secara kualitatif berbeda yang tidak memiliki kesamaan dengan dunia material, hukum dan masalahnya."
Gugus galaksi Abel85 yang terletak sekitar 740 juta tahun cahaya dari Bumi terdeteksi oleh Observatorium Sinar-X Chandra. Cahaya ungu adalah gas yang dipanaskan hingga beberapa juta derajat.
Ilustrasi model pertumbuhan struktur kosmik Alam Semesta. Tiga usia Alam Semesta digambarkan: 0,9 miliar, 3,2 miliar, dan 13,7 miliar tahun (keadaan saat ini).
Sekelompok ilmuwan internasional yang dipimpin oleh Alexei Vikhlinin dari Institut Penelitian Luar Angkasa Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia secara eksperimental mengkonfirmasi percepatan perluasan Alam Semesta dengan metode independen baru dan memulihkan gambaran perkembangannya dari waktu ke waktu. Saat ini, IKI RAS sedang mengerjakan pembuatan observatorium sinar-X orbital baru, yang salah satu tugasnya adalah menentukan persamaan keadaan energi gelap dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Alexei Vikhlinin, berbicara pada konferensi “Astrofisika Energi Tinggi Saat Ini dan Masa Depan”, yang diadakan di Institut Penelitian Luar Angkasa Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, mengatakan bahwa pada abad terakhir, pengamatan supernova jauh menunjukkan bahwa Alam Semesta kita mengembang dengan kecepatan yang semakin cepat. kecepatan. Untuk menjelaskan percepatan ini, konsep “energi gelap” (“energi tak terlihat”) diperkenalkan. Sifat-sifatnya ternyata sangat tidak biasa - misalnya, energi gelap harus memiliki tekanan negatif untuk “mendorong” Alam Semesta. Menetapkan sifat energi gelap misterius ini adalah salah satu tugas utama fisika, karena menurut gagasan modern, energi gelaplah yang menentukan perkembangan dunia kita.
Karya sekelompok ilmuwan internasional dari Eropa dan Amerika didasarkan pada studi tentang distribusi gugus galaksi masif di ruang angkasa - elemen utama dari struktur skala besar Alam Semesta. (Struktur berskala besar dapat dianggap sebagai gugusan galaksi yang dihubungkan oleh filamen
- akumulasi gas, di antaranya terdapat rongga.) Energi gelap seharusnya memiliki dampak yang signifikan terhadap pertumbuhan struktur skala besar, karena energi gelap melawan gaya tarik gravitasi materi dan mencegah pembentukan konsentrasi materi pada skala jarak jauh . Pengaruh ini paling tercermin pada laju pembentukan gugus galaksi masif. Gugus tersebut berisi ribuan galaksi yang serupa dengan galaksi kita dan dapat memiliki massa sekitar 10 14 massa matahari.
86 gugus galaksi paling masif di Alam Semesta, yang terletak pada jarak beberapa ratus juta hingga beberapa miliar tahun cahaya dari Bima Sakti, telah ditemukan secara eksperimental dan dipelajari secara mendetail. Sebagian besar cluster ditemukan berdasarkan data dari teleskop sinar-X ROSAT (Jerman, NASA). Pengukuran jarak dilakukan dengan menggunakan selusin teleskop optik di seluruh dunia: Keck, Magellan, NTT, dll. Sejumlah besar pengamatan juga dilakukan dengan menggunakan teleskop 1,5 meter Rusia-Turki RTT-150. Kontribusi utama terhadap keberhasilan pekerjaan ini dibuat oleh Chandra X-ray Observatory (AS) yang mengorbit - berdasarkan datanya, massa cluster diukur secara akurat.
Berdasarkan hasil yang diperoleh, para astrofisikawan merekonstruksi gambaran perkembangan Alam Semesta mulai dari kira-kira 2/3 umurnya hingga saat ini, yaitu selama 5,5 miliar tahun terakhir (yang kira-kira setara dengan umur Matahari). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa pertumbuhan struktur skala besar melambat secara signifikan selama ini.
Kekuatan yang digunakan energi gelap untuk “mendorong” materi dijelaskan oleh parameter persamaan keadaan energi gelap, yang memiliki arti fisik mirip dengan kekakuan pegas. Para peneliti melakukan pengukuran paling akurat dari parameter ini hingga saat ini. Hasilnya menyiratkan bahwa persamaan relativitas umum (hanya dengan penambahan konstanta kosmologis) bekerja dengan baik pada semua jarak yang dapat diamati, mulai dari jari-jari orbit planet-planet di tata surya hingga ukuran seluruh alam semesta yang dapat diamati.
IKI RAS bekerja sama dengan lembaga Perkumpulan yang diberi nama. Max Planck (Jerman) dan organisasi ilmiah lainnya saat ini sedang mengerjakan pembuatan observatorium sinar-X orbital "Spectrum-X-Gamma" (SRG), yang rencananya akan diluncurkan pada tahun 2012. Observatorium ini dirancang untuk memberikan survei lengkap terhadap langit, yang selama itu diharapkan dapat menemukan sekitar 100 ribu gugus galaksi (yaitu, semua gugus galaksi masif di Alam Semesta), sekitar 3 juta inti galaksi aktif (lubang hitam supermasif). ) dan sekitar 2 juta bintang yang aktif secara koronal Berdasarkan pengamatan terhadap gugus galaksi masif, diharapkan dapat memperkirakan secara lebih akurat laju pertumbuhan struktur skala besar Alam Semesta, yang pada gilirannya akan memungkinkan penentuan persamaan keadaan energi gelap dengan akurasi yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Ahli astrofisika percaya bahwa mempelajari sifat energi gelap akan menciptakan teori vakum baru, yang dapat diperluas ke fenomena fisik lainnya. Bisa jadi dalam kerangka teori baru tersebut ternyata ruang kita bukan memiliki empat, melainkan lima dimensi.
Ironisnya, bentuk energi yang paling melimpah di alam semesta ternyata juga paling misterius. Setelah penemuan menakjubkan tentang percepatan perluasan Alam Semesta, sebuah gambaran konsisten dengan cepat muncul yang menunjukkan bahwa 2/3 dari kosmos “terbuat” dari “energi gelap” – sejenis material yang menolak secara gravitasi. Namun apakah buktinya cukup meyakinkan untuk mendukung hukum alam baru yang eksotik ini? Mungkinkah ada penjelasan astrofisika yang lebih sederhana untuk hasil ini?
Prototipe catatan ini baru-baru ini diterbitkan di bagian sains populer di Habr, meskipun terkunci, jadi mungkin tidak semua orang yang tertarik mendapatkannya. Dalam versi ini, penambahan yang cukup signifikan telah dilakukan, yang seharusnya menarik bagi semua orang.
Sejarah energi gelap dimulai pada tahun 1998, ketika dua tim independen menjelajahi supernova jauh. untuk mendeteksi laju perlambatan perluasan alam semesta. Salah satunya, Proyek Kosmologi Supernova, mulai dikerjakan pada tahun 1988, dan dipimpin oleh Saul Perlmutter. Yang lain, dipimpin oleh Brian Schmidt High-z Supernova Search Team, bergabung dalam penelitian ini pada tahun 1994. Hasilnya mengejutkan mereka: Alam Semesta telah berada dalam mode perluasan yang dipercepat dalam waktu yang cukup lama.
Layaknya detektif, para kosmolog di seluruh dunia sedang menyusun dokumen tentang tersangka yang bertanggung jawab atas percepatan tersebut. Ciri-ciri khususnya: tolak-menolak secara gravitasi, mencegah pembentukan galaksi (pengelompokan materi menjadi galaksi), memanifestasikan dirinya dalam peregangan ruang-waktu. Julukan terdakwa adalah “energi gelap”. Banyak ahli teori berpendapat bahwa yang dituduh adalah konstanta kosmologis. Hal ini tentu saja berhubungan dengan skenario percepatan ekspansi. Namun apakah terdapat cukup bukti untuk sepenuhnya mengidentifikasi energi gelap dengan konstanta kosmologis?
Keberadaan energi gelap yang bersifat tolak-menarik gravitasi akan mempunyai konsekuensi yang dramatis terhadap fisika fundamental. Asumsi paling konservatif adalah bahwa Alam Semesta dipenuhi dengan lautan energi kuantum titik nol yang homogen, atau kondensasi partikel baru yang massanya $((10)^(39))$ kali lebih kecil dari elektron. Beberapa peneliti juga menyarankan perlunya perubahan pada relativitas umum, khususnya gaya baru jarak jauh yang melemahkan efek gravitasi. Namun usulan yang paling konservatif pun mempunyai kekurangan yang serius. Misalnya, kepadatan energi titik nol ternyata 120 kali lipat lebih kecil dari prediksi teoretis. Dari sudut pandang asumsi ekstrem ini, tampaknya lebih wajar untuk mencari solusi dalam kerangka konsep astrofisika tradisional: debu antargalaksi (hamburan foton di atasnya dan melemahnya fluks foton yang terkait) atau perbedaan antara yang baru. dan supernova tua. Kemungkinan ini didukung oleh banyak kosmolog yang berjaga di malam hari.
Pengamatan supernova dan analisisnya yang dilakukan oleh S. Perlmutter, B. Schmidt dan A. Riess memperjelas bahwa penurunan kecerahannya seiring dengan jarak terjadi jauh lebih cepat daripada yang diperkirakan menurut model kosmologis yang diterima pada saat itu. Baru-baru ini, penemuan ini dicatat. Peredupan tambahan ini berarti bahwa pergeseran merah tertentu berhubungan dengan penambahan jarak efektif. Namun hal ini, pada gilirannya, hanya mungkin terjadi jika ekspansi kosmologis terjadi dengan percepatan, yaitu. Kecepatan menjauhnya sumber cahaya dari kita tidak berkurang, tetapi meningkat seiring waktu. Fitur terpenting dari eksperimen baru ini adalah bahwa eksperimen tersebut memungkinkan tidak hanya untuk menentukan fakta percepatan ekspansi, tetapi juga untuk menarik kesimpulan penting tentang kontribusi berbagai komponen terhadap kepadatan materi di Alam Semesta.
Hingga saat ini, supernova adalah satu-satunya bukti langsung percepatan ekspansi dan satu-satunya dukungan yang meyakinkan terhadap energi gelap. Pengukuran akurat latar belakang gelombang mikro kosmik, termasuk data WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), telah memberikan konfirmasi independen mengenai realitas energi gelap. Hal yang sama dikonfirmasi oleh data dari dua proyek yang lebih kuat: distribusi galaksi dalam skala besar di Alam Semesta dan Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
Kombinasi data dari WMAP, SDSS, dan sumber lain menemukan bahwa tolakan gravitasi yang dihasilkan oleh energi gelap memperlambat keruntuhan wilayah materi super padat di alam semesta. Realitas energi gelap segera menjadi lebih dapat diterima.
Perluasan ruang
Ekspansi kosmik ditemukan oleh Edwin Hubble pada akhir tahun 1920-an dan mungkin merupakan fitur terpenting alam semesta kita. Tidak hanya benda-benda astronomi yang bergerak di bawah pengaruh interaksi gravitasi tetangganya, tetapi struktur berskala besar bahkan lebih meregang akibat ekspansi kosmik. Analogi yang populer adalah pergerakan kismis dalam kue yang sangat besar di dalam oven. Saat pai mengembang, jarak antara sepasang kismis yang tertanam di dalam pai bertambah. Jika kita membayangkan bahwa satu sorotan tertentu mewakili galaksi kita, maka kita akan menemukan bahwa semua sorotan lainnya (galaksi) bergerak menjauhi kita ke segala arah. Alam semesta kita berkembang dari sup kosmik yang panas dan padat yang diciptakan oleh Big Bang menjadi kumpulan galaksi dan gugus galaksi yang jauh lebih dingin dan lebih tipis yang kita lihat saat ini.
Cahaya yang dipancarkan oleh bintang-bintang dan gas di galaksi-galaksi jauh juga mengalami peregangan yang sama, sehingga memperpanjang panjang gelombangnya saat bergerak menuju Bumi. Pergeseran panjang gelombang ini diberikan oleh pergeseran merah $z=\left(\lambda_(obs)-\lambda_0\right)/\lambda_0$, di mana $\lambda_(obs)$ adalah panjang cahaya di Bumi dan $\lambda_ (0) $ adalah panjang gelombang cahaya yang dipancarkan. Misalnya, transisi alfa Lyman pada atom hidrogen ditandai dengan panjang gelombang $\lambda_0=121,6$ nanometer (saat kembali ke keadaan dasar). Transisi ini dapat dideteksi pada radiasi galaksi jauh. Secara khusus, ini digunakan untuk mendeteksi pergeseran merah yang mencapai rekor tertinggi: z=10 yang menakjubkan dengan garis alfa Lyman pada $\lambda_(obs)=1337.6$ nanometer. Namun pergeseran merah hanya menggambarkan perubahan skala kosmik saat cahaya dipancarkan dan diserap, dan tidak memberikan informasi langsung tentang jarak ke pemancar atau usia alam semesta saat cahaya tersebut dipancarkan. Jika kita mengetahui jarak objek dan pergeseran merahnya, kita dapat mencoba memperoleh informasi penting tentang dinamika pemuaian Alam Semesta.
Pengamatan supernova telah mengungkap adanya zat tolak gravitasi yang mengontrol percepatan alam semesta. Ini bukan pertama kalinya para astronom menghadapi masalah hilangnya materi. Massa galaksi yang bercahaya ternyata jauh lebih kecil daripada massa gravitasi. Perbedaan ini disebabkan oleh materi gelap - materi dingin dan non-relativistik, mungkin sebagian besar terdiri dari partikel yang berinteraksi lemah dengan atom dan cahaya.
Namun pengamatan menunjukkan bahwa jumlah total materi di Alam Semesta, termasuk materi gelap, hanya 1/3 dari total energi. Hal ini telah dikonfirmasi oleh penelitian terhadap jutaan galaksi dalam proyek 2DF dan SDSS. Namun relativitas umum memperkirakan bahwa ada hubungan yang tepat antara ekspansi dan kandungan energi alam semesta. Oleh karena itu, kita tahu bahwa kepadatan energi total semua foton, atom, dan materi gelap harus ditambahkan ke suatu nilai kritis, yang ditentukan oleh konstanta Hubble $H_(0)$: $((\rho)_(crit))=3H_( 0 )^(2)/8\pi\cdot(G)$. Masalahnya adalah tidak, tapi itu cerita yang sama sekali berbeda.
Massa, energi, dan kelengkungan ruang-waktu berhubungan langsung dalam relativitas umum. Oleh karena itu, satu penjelasan mungkin adalah bahwa kesenjangan antara kepadatan kritis dan kepadatan materi yang diamati diisi oleh beberapa kepadatan energi yang terkait dengan deformasi ruang pada skala besar dan hanya dapat diamati pada skala pada urutan $c/((H) _(0)) \sim 4000\ Mpc$. Untungnya, kelengkungan alam semesta dapat ditentukan dengan menggunakan pengukuran ICF yang presisi. Peninggalan, yang berasal dari 400.000 setelah Big Bang, ICF adalah radiasi benda hitam, yang sumbernya adalah plasma primordial. Ketika Alam Semesta mendingin di bawah $3000\K$, plasma menjadi transparan terhadap foton dan foton dapat merambat dengan bebas di ruang angkasa. Saat ini, hampir 15 miliar tahun kemudian, kita mengamati reservoir termal foton pada suhu $2,726\K$, yang mewakili hasil pergeseran merah akibat ekspansi kosmik.
Gambar ICF yang luar biasa diperoleh dengan menggunakan satelit WMAP, menunjukkan sedikit perubahan pada suhu foton “langit”. Variasi ini, yang dikenal sebagai anisotropi ICF, mencerminkan variasi kecil dalam kepadatan dan pergerakan alam semesta awal. Variasi ini, yang muncul pada tingkat $((10)^(-5))$, adalah benih dari struktur skala besar (galaksi, cluster) yang kita amati saat ini.
Titik terdingin/terpanas di latar belakang gelombang mikro kosmik disebabkan oleh foton yang lepas dari area dengan potensi gravitasi paling tinggi/paling kecil. Dimensi wilayah ini ditentukan dengan baik oleh fisika plasma. Ketika kita mempertimbangkan Alam Semesta secara penuh, ukuran sudut nyata dari anisotropi ini seharusnya sekitar $((0.5)^(0))$ jika Alam Semesta mempunyai kelengkungan yang cukup untuk mengisi kesenjangan energi dan dua kali ukuran sudut jika tidak ada kelengkungan ruang. Cara termudah untuk memvisualisasikan efek geometris ini adalah dengan membayangkan sebuah segitiga dengan alas dan sisi tetap (hanya sisi?), yang digambar pada permukaan dengan kelengkungan yang bervariasi. Untuk permukaan pelana/bola, sudut dalam akan lebih kecil/lebih besar dari segitiga sama yang digambar pada permukaan datar (dengan geometri Euclidean).
Sejak tahun 1999, sejumlah percobaan telah dilakukan (TOCO, MAXIMA, BOOMERANG, WMAP), yang menunjukkan bahwa titik MCF memiliki dimensi orde $((1)^(0))$. Artinya geometri alam semesta itu datar. Dari perspektif masalah energi yang hilang, ini berarti bahwa sesuatu selain kelengkungan harus bertanggung jawab untuk mengisi kesenjangan tersebut. Bagi sebagian kosmolog, hasil ini tampak seperti déjà vu. Inflasi, teori terbaik ICF mengenai asal mula fluktuasi primordial, menunjukkan bahwa alam semesta awal mengalami periode percepatan ekspansi yang didorong oleh partikel yang disebut inflaton. Inflaton akan merentangkan kelengkungan skala besar apa pun, menjadikan geometri alam semesta datar atau Euclidean. Bukti menunjukkan adanya suatu bentuk energi yang mencegah pengelompokan galaksi, yang bersifat tolak-menolak secara gravitasi, dan mungkin disebabkan oleh partikel selain inflasi.
Harmoni kosmik
Data CMB dan supernova secara konsisten menegaskan bahwa sumber percepatan kosmik adalah energi gelap. Tapi itu baru permulaan. Dengan menggabungkan pengukuran presisi ICF dari WMAP dengan penginderaan radio, optik, dan sinar-X terhadap distribusi materi berskala besar, ahli astrofisika telah memperoleh bukti lebih lanjut tentang percepatan laju perluasan Alam Semesta. Ternyata lubang potensial gravitasi dengan kepadatan dan pemadatan di Alam Semesta meregang dan menghaluskan seiring berjalannya waktu, seolah-olah di bawah pengaruh gravitasi tolak-menolak. Efek ini dikenal sebagai efek integral (Sachs-Wolfe (ISW)). Hal ini mengarah pada korelasi antara anisotropi suhu di CMB dan struktur skala besar alam semesta. Meskipun plasma primordial menjadi transparan terhadap foton saat alam semesta mendingin, foton tidak bergerak tanpa hambatan. Ruang angkasa penuh dengan ketidakteraturan yang kuat pada jarak pendek (di mana materi berkumpul menjadi bintang, galaksi, dan nebula) dan secara bertahap melemah dalam skala besar... Selama penerbangannya, foton jatuh masuk dan keluar dari lubang gravitasi.
Setelah sinar kosmik pertama kali terdeteksi (sekitar 40 tahun yang lalu), Sachs dan Wolff menunjukkan bahwa potensi yang berubah terhadap waktu akan mengakibatkan pergeseran energi pada ICF foton yang melewatinya. Sebuah foton memperoleh energi ketika jatuh ke dalam lubang gravitasi dan menghabiskannya ketika keluar dari lubang gravitasi. Jika potensinya menjadi lebih dalam selama proses ini, maka foton secara keseluruhan akan kehilangan energi. Jika potensinya menjadi lebih kecil, foton akan memperoleh energi.
Di alam semesta di mana kepadatan kritis penuh hanya dibentuk oleh atom dan materi gelap, potensi gravitasi lemah pada skala spasial yang sangat besar (yang sesuai dengan gelombang lembut kepadatan materi) berevolusi terlalu lambat untuk meninggalkan jejak yang terlihat pada foton ICF. Daerah yang lebih padat hanya menyerap materi di sekitarnya dengan kecepatan yang sama dengan laju ekspansi kosmik yang memperpanjang gelombang, sehingga potensinya tidak berubah. Namun, dengan semakin cepatnya perluasan Alam Semesta akibat energi gelap, pertambahan materi tidak dapat bersaing dengan peregangan. Secara efektif, keruntuhan gravitasi diperlambat oleh materi gelap yang bersifat tolak-menolak. Akibatnya, potensi gravitasi cenderung mendatar dan foton memperoleh energi ketika melewati area tersebut. Demikian pula, foton kehilangan energi ketika melewati daerah dengan kepadatan rendah. (Tidak sepele!)
Tekanan negatif
Misteri terbesar percepatan kosmis bukanlah bahwa hal ini menyiratkan bahwa 2/3 materi yang memenuhi Alam Semesta tidak terlihat oleh kita, namun hal ini memaksakan keberadaan materi dengan tolakan gravitasi. Untuk mempertimbangkan sifat aneh energi gelap ini, ada gunanya memperkenalkan kuantitas $w=((p)_(dark))/((\rho )_(dark))$. Ungkapan ini menyerupai persamaan keadaan gas. Dalam relativitas umum, laju perubahan ekspansi kosmik sebanding dengan $-\left(((\rho )_(total))+3((p)_(total)) \right)$. Untuk percepatan perluasan, nilai ini harus positif. Karena $((\rho )_(total))$ positif, dan tekanan rata-rata materi biasa dan materi gelap dapat diabaikan (karena materi dingin dan non-relativistik), kita sampai pada persyaratan $3w\times ((\ rho )_(gelap ))+((\rho )_(total))
Mengapa tekanan mempengaruhi perluasan alam semesta? Einstein menunjukkan bahwa materi dan energi membelokkan ruang-waktu. Oleh karena itu, untuk gas panas, energi kinetik atom-atomnya berkontribusi terhadap gaya gravitasinya, yang diukur dengan mengukur percepatan benda yang jauh. Namun, gaya yang diperlukan untuk menahan atau mengisolasi gas bekerja melawan tekanan berlebih ini. Sebaliknya, alam semesta tidak terisolasi dan tidak terbatas. Perluasan ruang angkasa yang berisi gas panas sebenarnya akan terjadi lebih lambat (karena gravitasi sendiri) dibandingkan perluasan alam semesta yang berisi gas dingin. Dengan logika yang sama, media dengan tekanan negatif sedemikian rupa sehingga $((\rho )_(total))+3p
Tekanan negatif bukanlah kejadian langka. Tekanan air di beberapa pohon tinggi menjadi negatif karena nutrisi meningkat melalui sistem pembuluh darahnya. Dalam medan listrik atau magnet seragam, konfigurasi dengan tekanan negatif juga dapat ditemukan. Dalam kasus ini, tekanannya seperti pegas yang diregangkan di bawah tekanan yang disebabkan oleh gaya internal. Pada tingkat mikroskopis, reservoir Higgs boson (partikel hipotetis yang menghasilkan massa partikel dalam Model Standar) menciptakan tekanan negatif ketika eksitasi termal atau kinetiknya kecil. Memang benar, inflaton dapat dianggap sebagai versi berat dari Higgs boson. Salah satu versi energi gelap yang diusulkan—intisari—bahkan mungkin merupakan versi Higgs yang lebih ringan.
Pada prinsipnya, tidak ada batas bawah tekanan di alam semesta. Meskipun hal aneh terjadi jika $w$ turun ke nilai kurang dari $-1.$ Potongan terisolasi dari bahan tersebut dapat memiliki massa negatif. …..Tapi satu hal sudah jelas. Tekanan negatif yang begitu kuat tidak terjadi pada partikel dan medan normal dalam relativitas umum. Banyak pengamatan yang mengarah pada rentang parameter energi gelap yang lebih sempit dibandingkan dengan logika umum di atas.
Kombinasi prediksi dari berbagai model teoretis dan observasi terbaik CMB, struktur skala besar, dan supernova menghasilkan $$\Omega_(dark)= 0.728^(+0.015)_(-0.016)$$ $$w= - 0,980\pm0,053 $$
Sejarah Singkat Energi Gelap
Energi gelap, atau sejenisnya, telah muncul berkali-kali dalam sejarah kosmologi. Kotak Pandora dibuka oleh Einstein yang memasukkan medan gravitasi ke dalam persamaannya. Ekspansi kosmik belum ditemukan dan persamaan tersebut dengan tepat “menunjukkan” bahwa Alam Semesta yang berisi materi tidak akan statis tanpa penambahan konstanta kosmologis secara matematis, yang biasanya dilambangkan dengan $\Lambda$. Efeknya setara dengan mengisi Alam Semesta dengan lautan energi negatif, tempat bintang dan nebula melayang. Penemuan perluasan ini menghilangkan kebutuhan akan penambahan teori secara ad hoc.
Pada dekade-dekade berikutnya, para ahli teori yang putus asa secara berkala memperkenalkan $\Lambda$ dalam upaya menjelaskan fenomena astronomi baru. Pengembalian ini selalu berumur pendek dan biasanya menghasilkan penjelasan yang lebih masuk akal atas data yang diperoleh. Namun, sejak tahun 60an, mulai muncul gagasan bahwa energi vakum (nol) dari semua partikel dan medan pasti akan menghasilkan istilah yang mirip dengan $\Lambda$. Selain itu, terdapat alasan untuk meyakini bahwa konstanta kosmologis dapat muncul secara alami pada tahap awal evolusi Alam Semesta.
Pada tahun 1980, teori inflasi dikembangkan. Dalam teori ini, alam semesta awal mengalami periode percepatan ekspansi eksponensial. Pemuaian ini disebabkan oleh tekanan negatif akibat partikel baru - . Inflaton terbukti sangat sukses. Dia mengizinkan banyak hal. Paradoks-paradoks ini mencakup masalah cakrawala dan datarnya Alam Semesta. Prediksi teori ini sesuai dengan berbagai pengamatan kosmologis.
Energi gelap dan masa depan Alam Semesta
Dengan ditemukannya energi gelap, gagasan tentang masa depan alam semesta kita telah berubah secara dramatis. Sebelum penemuan ini, pertanyaan tentang masa depan jelas terkait dengan pertanyaan tentang kelengkungan ruang tiga dimensi. Jika, seperti yang diyakini banyak orang sebelumnya, kelengkungan ruang sebesar 2/3 menentukan laju perluasan Alam Semesta saat ini, dan tidak ada energi gelap, maka Alam Semesta akan mengembang tanpa batas, dan secara bertahap melambat. Sekarang jelas bahwa masa depan ditentukan oleh sifat-sifat energi gelap.
Karena kita sekarang kurang mengetahui sifat-sifat ini, kita belum dapat memprediksi masa depan. Anda hanya dapat mempertimbangkan opsi yang berbeda. Sulit untuk mengatakan apa yang terjadi dalam teori gravitasi baru, tetapi skenario lain dapat didiskusikan sekarang. Jika energi gelap bersifat konstan sepanjang waktu, seperti halnya energi vakum, maka Alam Semesta akan selalu mengalami percepatan perluasan. Sebagian besar galaksi pada akhirnya akan menjauh dari galaksi kita hingga jarak yang sangat jauh, dan Galaksi kita, serta beberapa galaksi tetangganya, akan berubah menjadi sebuah pulau kosong. Jika energi gelap merupakan hal yang esensial, maka di masa depan, percepatan ekspansi mungkin akan berhenti dan bahkan digantikan oleh kompresi. Dalam kasus terakhir, Alam Semesta akan kembali ke keadaan dengan materi panas dan padat, “Big Bang terbalik” akan terjadi, di masa lalu.
Anggaran energi Alam Semesta kita. Perlu diperhatikan fakta bahwa materi yang kita kenal (planet, bintang, seluruh dunia di sekitar kita) hanya berjumlah 4 persen, sisanya terdiri dari bentuk energi "gelap".
Nasib yang lebih dramatis menanti alam semesta jika energi gelap hanyalah sebuah hantu, dan kepadatan energinya meningkat tanpa batas. Perluasan alam semesta akan semakin pesat, akan semakin cepat sehingga galaksi-galaksi akan terkoyak dari gugusannya, bintang-bintang dari galaksi, planet-planet dari tata surya. Akan sampai pada titik dimana elektron akan terlepas dari atom, dan inti atom akan terpecah menjadi proton dan neutron. Seperti yang mereka katakan, akan ada terobosan besar.
Namun, skenario seperti itu sepertinya tidak mungkin terjadi. Kemungkinan besar, kepadatan energi hantu akan tetap terbatas. Meski begitu, alam semesta mungkin akan menghadapi masa depan yang tidak biasa. Faktanya adalah bahwa dalam banyak teori, perilaku hantu - peningkatan kepadatan energi seiring waktu - disertai dengan ketidakstabilan. Dalam hal ini, medan hantu di Alam Semesta akan menjadi sangat tidak homogen, kepadatan energinya di berbagai bagian Alam Semesta akan berbeda, beberapa bagian akan mengembang dengan cepat, dan beberapa mungkin mengalami keruntuhan. Nasib Galaksi kita akan bergantung pada wilayah mana ia berada.
Namun semua ini berkaitan dengan masa depan, yang jauh bahkan menurut standar kosmologis. Dalam 20 miliar tahun ke depan, Alam Semesta akan tetap sama seperti sekarang. Kita punya waktu untuk memahami sifat-sifat energi gelap dan dengan demikian memprediksi masa depan dengan lebih pasti – dan mungkin mempengaruhinya.
