Темная энергия

Название "темная энергия" появилось по аналогии с названием "темная материя". А идея темной материи была узаконена в своих правах совсем недавно в 1998 году, когда астрономы обнаружили, что скорости звезд в спиральных рукавах галактик в несколько раз выше, чем следует из законов небесной механики. Самое лучшее объяснение сему феномену заключалось в предположении, что в галактиках содержится не только видимое вещество в форме звезд, планет и туманностей, которые мы видим в телескопы, но также невидимое вещество, прозрачное для электромагнитных излучений и взаимодействующее с видимым веществом лишь посредством гравитации. Это новое вещество из-за его невидимости назвали темной материей. Расчеты показали, что масса темной материи в галактиках может быть в 5-10 раз больше массы видимого вещества. А через несколько лет был обнаружен новый феномен: оказалось, что Вселенная расширяется не замедленно, как следовало из всех космологических теорий, но ускоренно. И отсюда сразу следовал вывод, что в глобальных масштабах кроме знакомых нам гравитационных и электромагнитных сил действуют еще какие-то силы, расталкивающие пространство Вселенной в разные стороны. А сила не может существовать без энергии. Следовательно, должна существовать новая форма энергии, которая создает эти глобальные силы расталкивания. И присуща эта энергия самому пространству как таковому. Эту новую энергию и назвали по аналогии темной, так как она подобно темной материи проявляет себя лишь в глобальных масштабах подобно антигравитации, но другим более привычным нам способом с видимым веществом не взаимодействующая. Согласно расчетам астрофизиков, во Вселенной сегодня лишь 4% материи приходится на видимое вещество, 23% приходится на темную материю, а 73% на темную энергию (если ее пересчитать на массу по формуле E=mc²).
Есть несколько равноправных идей насчет природы темной энергии. Одна из них связана с космологической постоянной (эту постоянную ввел еще Эйнштейн в свои уравнения, но потом от нее отказался) , другая исходит из идеи особого поля, заполняющего Вселенную (его иногда еще называют квинтэсенцией) , а третья связывает темную энергию с физическим вакуумом. Последняя гипотеза лично мне нравится больше всего, так как она позволяет объяснить одновременно природу и темной энергии и темной материи. А две предыдущие гипотезы объясняют лишь природу темной энергии, но не затрагивают темную материю.
Идея физического вакуума была обоснована еще в 30х годах прошлого века английским физиком Полем Дираком, за что он впоследствии удостоился Нобелевки. Известно несколько феноменов в квантовой механике, где физвакуум проявляет себя тем или иным образом: эффект Казимира, эффект Лэмба, экранировка заряда электрона при его движении в пустом пространстве и т. д. Поэтому в существовании физвакуума никто из квантовых физиков не сомневается. Согласно официальным представлениям, физвакуум - это особая среда, формирующая пространство Вселенной и имеющая минимально возможное количество энергии. Но некоторые физики (а их постепенно становится все больше) считают, что физвакуум - это среда не с минимально, а с максимально возможной энергией. И вот эта максимально возможная энергия физического вакуума и есть то, что в астрономии сегодня называют темной энергией.
А темная материя, если исходить из идеи тождества темной энергии и энергии физвакуума, это нарушение равномерного распределения физвакуума по объему Вселенной за счет гравитационого взаимодействия. Любое космическое тело (планета, звезда, галактика) своей гравитацией стягивает к себе окружающий физвакуум, так что его плотность вблизи тела становится несколько больше, а вдали от тела несколько меньше. Образуется то, что можно назвать мегафлуктуацией вакуума. Поэтому отдаленные спутники притягиваются к этому телу уже не только массой самого тела, но также массой сформированной им мегафлуктуации вакуума. А чисто внешне это воспринимается в форме невидимого темного вещества.