Как исследуют ускоряющуюся Вселенную?
Несмотря на все достижения в теории и наблюдениях в области физики частиц и космологии, мы наблюдаем только около 5% Вселенной. Оставшаяся масса Вселенной состоит из темной материи и темной энергии. Темная материя определяет скорость вращения галактик. Темная энергия определяет скорость расширения Вселенной.
Сегодня существуют две парадигмы Стандартной модели. Одна из них — Стандартная модель космологии — утверждает, что Вселенная состоит на 4,9% из обычной барионной материи, на 26,8% из темной материи и на 68,3% из темной энергии. Вторая — это физика элементарных частиц, которая основана на калибровочных теориях электрослабого и сильного взаимодействий и вводит кварки, лептоны, глюоны, W- а также Z-бозоны, фотон и частицы Хиггса. Правда, вторая теория, в отличие от первой, не предлагает кандидатов в темную материю.
В то время как теории становятся все более надежными, а наблюдения более точными, появляются тревожные расхождения между различными описаниями Вселенной. Проведем краткий обзор.
Темная материя
Существование темной материи предположил Фриц Цвикки, который наблюдал рентгеновские лучи от галактических скоплений и предположил, что для того, чтобы гравитационно связывать горячие электроны с скоплениями, эта масса не должна светиться. Измерения, сделанные Верой Рубин и ее коллегами, кривых вращения галактик подтвердило существование темной материи.
Считается, что темная материя в космологических масштабах является причиной наблюдаемой анизотропии космического микроволнового фона и образования крупномасштабной структуры Вселенной.