Wat is donkere energie?

Donkere energie, de dominante energievorm in de ruimte, is de drijvende kracht achter de steeds snellere uitdijing van het heelal, maar de aard ervan blijft een compleet mysterie. Dit is wat u moet weten over donkere energie .

Donkere energie is een hypothetische vorm van energie die natuurkundigen hebben bedacht om te verklaren waarom het heelal niet alleen uitdijt, maar ook nog eens in een steeds sneller tempo.

Beschouw donkere energie als de ‘kwaadaardige tegenhanger’ van de zwaartekracht – een ‘antizwaartekracht’ die een negatieve druk creëert die het universum vult en het gehele weefsel van ruimte-tijd uitrekt. Daarbij duwt donkere energie kosmische objecten met steeds grotere snelheid uit elkaar, in plaats van dat het ze naar elkaar toe trekt zoals de zwaartekracht dat doet.

Er wordt geschat dat donkere energie 68% tot 72% van de totale energie en materie in het heelal uitmaakt - de materie/energie"balans" van het heelal - wat betekent dat het zowel donkere materie als alledaagse materie sterk overheerst.

Het enige echte antwoord op de vraag "wat is donkere energie?" De huidige bewering "we weten het niet" klinkt misschien onbevredigend. Wetenschappers hebben er echter nog niet helemaal duidelijkheid over. Er zijn verschillende belangrijke 'kandidaten' om donkere energie te verklaren, waaronder de vacuümenergie van de ruimte - deeltjes die letterlijk verschijnen en verdwijnen in de lege ruimte - en een 'vijfde kracht' die verantwoordelijk is voor de negatieve druk die de versnelde uitdijing van het heelal zou kunnen veroorzaken.

Andere mogelijkheden zijn verschillende 'smaken' velden die verantwoordelijk zouden kunnen zijn voor donkere energie, zoals een laagenergetisch veld dat 'quintessence' wordt genoemd, of tachyonvelden - hypothetische deeltjes die sneller reizen dan het licht en zo de tijd omkeren...

Dit alles is nog steeds puur hypothetisch. Dat wil zeggen dat de enige manier waarop we echt kunnen ‘weten’ wat donkere energie nu eigenlijk is, is door te kijken naar de effecten ervan op het universum.

Veelgestelde vragen over donkere energie

Waarom is donkere energie een noodzakelijk onderdeel van het universum?

Ongeveer 25 jaar geleden werd vastgesteld dat het heelal uitdijt en dat deze uitdijing steeds sneller gaat. Dit proces vindt al 5 miljard jaar plaats en zorgt ervoor dat de sterrenstelsels uit elkaar drijven. Hoewel alle kosmologische waarnemingen dit fenomeen ondersteunen, hebben we nog steeds geen verklaring voor deze expansietrend. We kennen echter wel de eigenschappen van het ingrediënt dat dit effect veroorzaakt: het moet een substantie of vloeistof zijn die de zwaartekracht overwint en die verdund en verspreid is door de ruimte-tijd.

In 1999 noemde natuurkundige Michael Turner het hypothetische onderdeel van de kosmologische begroting: donkere energie. Dit laatste ingrediënt is nodig om een ​​plausibele verklaring te bieden voor de huidige expansietrend van het heelal. Zonder deze structuur zou de uitdijing vertragen en zou het heelal uiteindelijk exploderen. Hierdoor zouden de afstanden tussen sterrenstelsels die in de grootschalige structuur worden waargenomen, kleiner worden.

Hoe weten we dat de expansie die door donkere energie wordt veroorzaakt niet alleen verband houdt met de oerknal?

Ja, ons kosmologische model voorspelt een uitdijend heelal en dus het bestaan ​​van een gebeurtenis die we de hete oerknal noemen. De huidige expansie is echter niet constant in de tijd, maar neemt toe; Daarom moet deze toegenomen expansiesnelheid veroorzaakt worden door een andere factor, een factor die niet primair actief was in de vroege stadia van het heelal of ten tijde van het ontstaan ​​van sterrenstelsels.

Waarom is donkere energie zo mysterieus?

Omdat we het niet rechtstreeks kunnen meten, laat staan ​​weten waaruit het bestaat, is het een uitdaging om experimenten uit te voeren om de ware aard ervan te detecteren en bestuderen. Bovendien komen de huidige waarnemingen niet overeen met de huidige waarde van de Hubble-snelheid. We weten dus niet zeker of de donkere energie in de loop van de tijd verandert en, zo ja, hoe dit de dynamiek van de expansie beïnvloedt. We hebben aanwijzingen, maar we moeten nog een lange weg afleggen voordat we de aard en de kenmerken van donkere energie kunnen "onthullen".

Wat zijn de belangrijkste twijfels over donkere energie?

Volgens de meeste waarnemingen is de meest waarschijnlijke 'kandidaat' voor donkere energie de kosmologische constante, die vaak wordt geassocieerd met fluctuaties in het kwantumvacuüm. Dit is de meest gangbare (en eenvoudigste) verklaring voor donkere energie. Deze is zelfs opgenomen in het standaard kosmologische model. Maar er zijn ook andere voorstellen, zoals scalaire velden, galjoenen, axionen, tachyonische velden of zelfs het dynamische donkere energiemodel, naast vele andere ideeën.

Het is moeilijk te voorspellen of we het mysterie van de donkere energie in de komende 10 jaar zullen oplossen, maar vooralsnog zijn ruimtewetenschappers zeker op de goede weg om de rol ervan te begrijpen. Er zijn veel gegevens beschikbaar die ons op weg kunnen helpen bij deze reis en het is zeker dat we vooruitgang boeken in ons begrip van donkere energie en de kosmische oorsprong ervan.