انرژی تاریک

[Jack Daniel'ѕ]

در کیهان‌شناسی، انرژی تاریک نوعی انرژی فرضی است که همه ی فضا را در بر می گیرد و سرعت انبساط جهان را می‌افزاید.[۱] انرژی تاریک مقبولترین فرضیه برای توضیح‌دادن مشاهدات اخیر است که می‌گویند جهان با آهنگ رو به افزایشی (با شتاب) منبسط می‌شود. در مدل استاندارد کیهان‌شناسی بنابر هم ارزی جرم-انرژی، جهان شامل حدود 26.8% ماده تاریک،68.3% انرژی تاریک (در مجموع 95.1%) و 4.9% ماده ی معمولی است.[۲] [۳] [۴] [۵] باز هم بر اساس هم ارزی جرم-انرژی، چگالی انرژی تاریک بسیار کم است. در منظومه شمسی، تقریبا فقط 6 تن انرژی تاریک درون شعاع مدار پلوتو یافت میشود. با این حال، انرژی تاریک بیشتر جرم-انرژی جهان را تشکیل میدهد، زیرا به طور یکنواخت در فضا پخش شده است.[۶]

دو شکل برای انرژی تاریک ارائه شده است. یکی ثابت کیهان شناسی، یک چگالی انرژی ثابت که بطور همگن جهان را پر میکند، [۷] و دیگری میدانهای اسکالر، کمیت هایی دینامیکی که چگالی انرژی آنها میتواند در فضا و زمان تغییر کند. بخشهایی از میدانهای اسکالر که در فضا ثابت هستند هم معمولا در ثابت کیهان شناسی شمرده می شوند. ثابت کیهانشناسی می تواند به گونه ای فرمول بندی شود که انرژی خلا باشد. میدانهای اسکالری که در فضا تغییر میکنند به سختی میتوانند از ثابت کیهان شناسی بازشناخته شوند، زیرا تغییرات ممکن است فوق العاده آهسته باشد.

اندازه گیری های دقیقی از انبساط جهان برای فهمیدن اینکه نرخ انبساط چگونه در طول زمان تغییر میکند،لازم است. در نسبیت عام، سیر تکاملی انبساط جهان بوسیله ی معادله ی حالت کیهانی (رابطه ی بین دما، فشار و ترکیب ماده، انرژی و چگالی انرژی خلا در هر ناحیه از فضا) فرمول بندی می شود. امروزه، اندازه گیری معادله ی حالت انرژی تاریک یکی از بزرگترین تلاشهای کیهان شناسی رصدی است.

افزودن ثابت کیهان شناسی بهمتریک رابرتسون-واکر منجر به مدل لامبدا-سی دی ام می شود؛ که بخاطر تطابق دقیق آن با مشاهدات از آن به عنوان "مدل استاندارد" کیهانشناسی یاد می کنند. انرژی تاریک به عنوان یک جزء حیاتی در تلاش های اخیر برای تدوین مدل جهان چرخه ای (به انگلیسی: cyclic model) استفاده شده است