ТЁМНАЯ ЭНЕ́РГИЯ

ТЁМНАЯ ЭНЕ́РГИЯ, рас­сре­до­то­чен­ная по Все­лен­ной бес­струк­тур­ная (не под­вер­жен­ная гра­ви­та­ци­он­но­му ску­чи­ва­нию) ма­те­рия, не взаи­мо­дей­ст­вую­щая с ве­ще­ст­вом и из­лу­че­ни­ем. Со­вме­ст­ный ана­лиз на­блю­дат. дан­ных по ани­зо­тро­пии мик­ро­вол­но­во­го фо­но­во­го из­лу­че­ния (ре­лик­то­во­го из­лу­че­ния) и круп­но­мас­штаб­ной струк­ту­ре Все­лен­ной по­ка­зы­ва­ет, что кос­мо­ло­гич. плот­ность Т. э. со­став­ля­ет ок. 0,7ρ_кр (ρ_кр – кри­тич. плот­ность Все­лен­ной).

Ве­ще­ст­во, под­вер­жен­ное гра­ви­тац. ску­чи­ва­нию, вы­яв­ля­ет­ся раз­ны­ми спо­со­ба­ми, напр. по гра­ви­та­ци­он­но­му лин­зи­ро­ва­нию. Плот­ность та­ко­го ви­да ма­те­рии (тём­ная ма­те­рия и ба­рио­ны) из­вест­на и со­став­ля­ет ок. 0,3ρ_кр. При этом пол­ная плот­ность всей ма­те­рии во Все­лен­ной с точ­но­стью ме­нее 1% рав­на кри­тич. плот­но­сти. Т. о., ока­зы­ва­ет­ся, что ок. 70% плот­но­сти ма­те­рии свя­за­но с на­ли­чи­ем бес­струк­тур­ной сре­ды не­из­вест­ной при­ро­ды с урав­не­ни­ем со­стоя­ния, близ­ким к ва­ку­ум­но-по­доб­но­му (см. в ст. Кос­мо­ло­гия), ко­то­рая по­лу­чи­ла назв. «Т. э.» (по ана­ло­гии с тём­ной ма­те­ри­ей).

Важ­ное про­яв­ле­ние Т. э. – ус­ко­рен­ное рас­ши­ре­ние Все­лен­ной, де­тек­ти­руе­мое по за­ко­ну из­ме­не­ния на­блю­дае­мой звёзд­ной ве­ли­чи­ны уда­лён­ных сверх­но­вых ти­па Ia в за­ви­си­мо­сти от их крас­но­го сме­ще­ния. Этот ар­гу­мент име­ет не­оп­ре­де­лён­ную сис­те­ма­тич. ошиб­ку, свя­зан­ную с не­до­с­та­точ­ным зна­ни­ем фи­зич. про­цес­сов, про­те­каю­щих при взры­ве та­ких звёзд.

По­ни­ма­ние фи­зич. при­ро­ды Т. э. – од­на из важ­ней­ших кос­мо­ло­гич. про­блем. Про­стей­шая ги­по­те­за – по­сто­ян­ная плот­ность энер­гии ва­куу­ма (см. Ва­ку­ум фи­зи­че­ский) – не мо­жет быть при­зна­на удов­ле­тво­ри­тель­ной. Так, са­мо по­ня­тие по­сто­ян­ной по­ло­жит. плот­но­сти энер­гии ва­куу­ма име­ет внутр. про­ти­во­ре­чия. С од­ной сто­ро­ны, это Λ-член в урав­не­ни­ях Эйн­штей­на (кос­мо­ло­ги­че­ская по­сто­ян­ная), до­пус­каю­щий наи­бо­лее пол­ную груп­пу дви­же­ний, свой­ст­вен­ную ва­ку­ум­ной сим­мет­рии. Од­на­ко при этом от­сут­ст­ву­ет др. важ­ное свой­ст­во ва­куу­ма как осн. энер­ге­тич. со­стоя­ния фи­зич. по­лей: все­гда мож­но взять мень­ший Λ -член, и он бу­дет опи­сы­вать со­стоя­ние с мень­шей энер­ги­ей.

Го­раз­до про­ще пред­ста­вить, что энер­гия ва­куу­ма пу­тём ре­лак­са­ции упа­ла до ну­ля уже в на­ча­ле эво­лю­ции Все­лен­ной. В хо­де по­сле­дую­щих ста­дий ди­на­ми­ка кос­мо­ло­гич. рас­ши­ре­ния оп­ре­де­ля­лась по­сле­до­ва­тель­но раз­ны­ми ком­по­нен­та­ми ма­те­рии в за­ви­си­мо­сти от тем­па их эво­лю­ции. Т. о., мы при­хо­дим к вы­во­ду, что Т. э. – это про­яв­ле­ние сверх­сла­бо­го по­ля, ко­то­рое на­ча­ло ди­на­ми­чес­ки до­ми­ни­ро­вать че­рез 10 млрд. лет по­сле Боль­шо­го взры­ва и на­хо­дит­ся сей­час в на­чаль­ной ста­дии т. н. мед­лен­но­го ска­ты­ва­ния. При мо­де­ли­ро­ва­нии Т. э. сверх­сла­бым по­лем (мас­сив­ным ска­ляр­ным по­лем и др.) не воз­ни­ка­ет про­блем с энер­ге­тич. мас­шта­ба­ми, по­сколь­ку по­сле­до­ва­тель­ность ста­дий до­ми­ни­ро­ва­ния свя­за­на ис­клю­чи­тель­но с внутр. па­ра­мет­ра­ми ма­те­ри­аль­ных по­лей (их мас­сой, плот­но­стью и  др.), что ста­вит Т. э. в один ряд с тём­ной ма­те­ри­ей, ба­рио­на­ми и из­лу­че­ни­ем.