Energi Gelap dan Percepatan Kosmik
Ekspansi alam semesta semakin cepat, didorong oleh komponen misterius yang disebut energi gelap yang mendominasi anggaran energi kosmik dan bertindak sebagai bentuk gravitasi yang menolak.
Definition
Energi gelap adalah komponen alam semesta dengan tekanan negatif yang mendorong percepatan ekspansi kosmik yang teramati; dalam model standar, energi gelap dijelaskan oleh konstanta kosmologis, setara dengan kerapatan energi vakum konstan, dan menyusun sekitar dua pertiga dari total kandungan energi.
Scope
Area ini mencakup penemuan bahwa ekspansi kosmik mengalami percepatan, konstanta kosmologis dan energi vakum sebagai penjelasan utama, model dinamis alternatif seperti kuintesensi dan gravitasi termodifikasi, serta persamaan keadaan dan penyelidikan observasional yang digunakan untuk mengkarakterisasi energi gelap.
Sub-topics
Core questions
- Bagaimana percepatan alam semesta ditemukan?
- Apa itu energi gelap, dan apakah itu hanya konstanta kosmologis?
- Bagaimana sifat energi gelap diuji secara observasional?
Key concepts
- Energi gelap
- Percepatan kosmik
- Konstanta kosmologis
- Energi vakum
- Persamaan keadaan
- Kuintesensi
- Tekanan negatif
Key theories
- Ekspansi yang berakselerasi
- Pengamatan supernova Tipe Ia yang jauh menunjukkan bahwa supernova tersebut lebih redup dari yang diperkirakan, menunjukkan bahwa ekspansi alam semesta telah berakselerasi, yang membutuhkan komponen dengan tekanan negatif.
- Konstanta kosmologis
- Kerapatan energi vakum konstan, yang direpresentasikan oleh konstanta kosmologis Einstein, memberikan deskripsi energi gelap yang paling sederhana dan sesuai dengan data, meskipun nilainya yang sangat kecil secara teoritis membingungkan.
Clinical relevance
Energi gelap membentuk kembali kosmologi: penemuannya menetapkan alam semesta Lambda-CDM yang berakselerasi dan datar, menyumbang sekitar tujuh puluh persen dari anggaran energi kosmik, dan sifatnya, apakah itu konstanta sejati atau sesuatu yang dinamis, termasuk di antara pertanyaan terbuka terdalam yang menghubungkan kosmologi dengan fisika fundamental.
History
Dua tim yang menggunakan supernova Tipe Ia mengumumkan percepatan kosmik pada tahun 1998 dan 1999, sebuah hasil tak terduga yang menghidupkan kembali konstanta kosmologis dan memperoleh Hadiah Nobel pada tahun 2011; survei selanjutnya terhadap latar belakang gelombang mikro kosmik, osilasi akustik baryon, dan struktur skala besar mengkonfirmasi alam semesta yang didominasi energi gelap.
Debates
- Sifat energi gelap
- Apakah energi gelap adalah konstanta kosmologis sejati, medan dinamis seperti kuintesensi, atau tanda bahwa relativitas umum perlu dimodifikasi pada skala kosmik masih belum terpecahkan, dengan masalah konstanta kosmologis dari nilainya yang sangat kecil menjadi teka-teki utama.
Key figures
- Saul Perlmutter
- Brian Schmidt
- Adam Riess
- Steven Weinberg
- Albert Einstein
Related topics
Seminal works
- riess1998
- perlmutter1999
Frequently asked questions
- Apa perbedaan antara materi gelap dan energi gelap?
- Materi gelap adalah massa tak terlihat yang menggumpal di bawah gravitasi dan membantu membentuk struktur, sementara energi gelap adalah komponen halus dengan tekanan negatif yang mendorong ekspansi untuk berakselerasi; keduanya memiliki efek yang berlawanan dan diyakini sebagai hal yang sama sekali berbeda.
- Akankah percepatan ekspansi berlanjut selamanya?
- Jika energi gelap adalah konstanta kosmologis sejati, percepatan akan berlanjut tanpa batas, mengarah ke alam semesta yang semakin kosong dan dingin; jika energi gelap berevolusi, masa depan bisa berbeda, yang merupakan salah satu alasan mengapa mengukur persamaan keadaannya sangat penting.