Что такое тёмная энергия и тёмная материя?

Про темную энергию

В 1998 году случился взрыв сверхновой звезды, за которым наблюдали астрофизики. Удивительно было то, что взрыв случился существенно дальше расстояния, подсчитанного ученными по методам стандартных свечей. Суть метода в том, что яркость сверхновых определенного типа известна, благодаря чему, сравнивая показатели их яркости в разных галактиках, можно определить расстояние до этих галактик.

Было обнаружено, что яркость сверхновой существенно меньше той, которая ей полагается. То есть расстояние до сверхновой увеличилось и несколькими независимыми группами ученых был сделан вывод, что вселенная ускоренно расширяется.

Предполагается, что темная энергия - одна из субстанций, ответственная за ускоренное расширение вселенной. По сути, это энергия с отрицательным давлением, существующая в пространстве. Другими словами, в 1998 г. астрофизики открыли, что помимо притяжения во Вселенной существует и сила отталкивания, или попросту антигравитация, причем в настоящее время на космологических расстояниях она явно превосходит гравитацию.

Составляет она около 68% всей космической энергии, причем равномерно расположенной, но не совсем понятно, чем она представлена. Считается, что это одна из самых сложных загадок сегодняшнего времени.

Про темную материю

В 30-ых годах американский астроном Фриц Цвикки обратил внимание на то, что галактики в скоплениях движутся быстрее второй космической скорости (скорость, необходимая для преодоления гравитационного притяжения небесного тела и выхода на его орбиту). Скопления со столь стремительно передвигающимися объектами попросту не могли существовать в условиях тогдашней небесной механики.

Если скорость галактики превышает вторую космическую для данного скопления, галактика, по сути, способна вырваться из скопления. Величина скорости зависит от массы скопления: чем массивнее скопление, тем быстрее должна двигаться галактика, чтобы покинуть его.

Проанализировав данные наблюдения, Фриц пришел к выводу, что видимой массы скопления галактик (сумма масс галактик и горячего газа, заполняющего пространство между ними) недостаточно для удержания входящих в него галактик. Следовательно, должно существовать какое-то другое, невидимое вещество, не проявляющее себя в излучении.

Цвикки назвал это вещество темной материей. Именно она объясняет высокие космические скорости, так как, предполагается, что невидимой темной материи в разы больше видимой.

Темная материя сродни обычному веществу в том смысле, что она способна собираться в сгустки (размером, скажем, с галактику или скопление галактик) и участвует в гравитационных взаимодействиях так же, как обычное вещество. Скорее всего, она состоит из новых, не открытых еще в земных условиях частиц.