우주는 단지 확장하는 것이 아닙니다. 가속화되고 있습니다. 우주론사들이 1998 년에 이것을 처음 깨달았을 때, 그것은 놀라운 일이었습니다. 매력적인 중력 물질은 팽창이 느려질 것입니다. 그러나 이것은 우리가 보는 것이 아닙니다. 우주의 은하들은 우리에게서 멀어 질뿐만 아니라, 더 빠르게 움직이고 있습니다 오늘은 어제보다.
우리는 확장이 가속화하는 원인이 무엇인지 확실하지 않으므로“어두운 에너지”라고 불렀습니다. 중요한 것에 대한 우리의 최선의 이론은 우리에게 진공 에너지라고 불리는 암흑 에너지가 무엇인지에 대한 후보자를 제공합니다. 전자기장과 사촌에 포함 된 공간 영역의 에너지는 입자가 없더라도 에너지입니다. 그러나 물리학 자들이 진공 에너지의 양을 계산하려고 시도했을 때 충격을 받았습니다. 대답은 관찰에서 배운 실제 값보다 약 10 배 더 컸습니다. 이것은 문제입니다.
노벨상을 수상한 물리학자인 스티븐 와인버그 (Steven Weinberg)는 암흑 에너지를 관찰하기 전에도 이론적 과대 평가와 씨름하고 놀라운 해결책을 제안했다. 그는 진공 에너지의 양은 우주의 모든 다른 분야가 어떻게 추가되고 빼고 있는지에 따라 장소마다 다를 수 있다고 지적했다. 우리의 공간 지역에서는 진공 에너지의 양이 미미 하므로이 모든 필드는 서로를 놀라운 정도로 취소해야합니다. 그것은 매우 불가능한 것처럼 보이지만, 충분한 시스템에서는 가장 불가능한 사건조차 어딘가에서 발생할 것입니다. 대다수의 우주 지역에서, 과잉의 암흑 에너지는 은하, 별, 행성 및 사람들이 형성 할 수있는 힘의 균형을 벗어납니다. 우리는 그렇지 않으면 존재할 수 없기 때문에 알려져 있고 알려지지 않은 필드의 명백히 정확한 취소를 본다.
우리는 컴퓨터 시뮬레이션에서 Weinberg의 아이디어를 테스트 해 왔으며, 은하가 생각했던 것보다 강력하다는 것을 알게되었습니다. 그들은 암흑 에너지의 외부 영향보다 내부 힘의 균형에 의해 더 많이 통제됩니다. 그것이 사실이라면, 우리가 관찰 한 암흑 에너지의 양은 선택 효과로 설명 될 수 없으며, 우리는 암흑 에너지에 대한 이해에서 정사각형으로 돌아 왔습니다.
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우리의 우주 환경은 중력과 압력, 냉각 및 가열, 팽창 및 붕괴의 섬세한 균형의 결과입니다. 이 모든 푸시와 당김이 균형을 이루면 최종 제품은 우리의 은하계이며, 별은 회전하는 가스 디스크와 암흑 물질의 확산 후광에서 형성됩니다.
은하와 별이 형성되는 다단계 프로세스를 이해하기 위해, 우리의 시뮬레이션은 중력, 압력 및 기타 힘에 의해 밀려 난 작은 덩어리로 세분화됩니다. 우리는이 덩어리를 확장하는 우주에 놓고 서로의 중력을 계산합니다. 우리가 분석 해야하는 첫 번째 균형은 중력과 팽창 사이입니다. 하나는 재료를 함께 잡아 당기고 다른 하나는 그것을 분리합니다. 중력은 충분히 밀도가 높은 지역에서 이길 것입니다. 우주의 그 부분은 이웃에서 더 많은 문제를 모을 것입니다. 부자가 부자가되고, 큰 수준이 커지고, 우리의 초기 부드러운 우주는 구조를 발전시킵니다.
중력은 둥근“후광”으로 조립됩니다. 이것들도 이번에는 중력과 무작위의 혼란스러운 물질 운동 사이의 균형을 달성합니다. 이 균형을 방해하고 은하가 형성되도록하려면 가스 냉각이 필요합니다. 둥근 후광의 가스는 뜨겁습니다. 실제로는 덥습니다. 이 글로우는 열 에너지를 누출하여 균형을 화나게 할 수 있습니다. 중력은 결국 승리하고, 회전 운동에 의해 지원되는 최종 평형 구성에 도달 할 때 까지이 문제는 무너집니다. 입자가 형성 디스크로 휩쓸 으면 은하가 탄생합니다. 이 디스크 내에서 별이 형성 될 수 있습니다.
아이러니하게도 지금까지 논의 된 물리학을 포함하는 시뮬레이션 은하와 별을 만드는 데 능숙하며 실제 은하보다 훨씬 좋습니다. 누락 된 조각은 피드백입니다. 별이 형성되면 가스를 가열하여 에너지를 다시 인근으로 펌핑합니다. 큰 별이 연료가 부족하면 폭발하여 은하에서 물질을 다시 보낼 수 있습니다. 별은 별 형성을 억제하여 우리가 관찰 한 균형을 강타 할 수 있습니다.
이 물리학을 통해 수천 개의 연결된 컴퓨터에서 몇 주에서 몇 달 동안,이 시뮬레이션은 우주 구조의 응축 웹을 보여줍니다. Weinberg가 옳다면,이 과정은 가 아닙니다 더 암흑 에너지를 가진 우주 지역에서 일하십시오.
다른 지역이 왜 은하계를 형성하지 못할 수 있는지 알아 보려면 은하계와 같은 은하계가 될 것으로 예상되는 문제를 추적합시다. 우리의 시뮬레이션 된 우주에서,이 물질의 패치는 먼저 작은 조각으로, 일부는 작은 은하를 포함합니다. 젊은 은하수는 별을 만들기 위해 더 많은 가스를 모으고 작은 은하를 촉진함으로써 자랍니다. 오늘날 은하수 주변에서 우리는 길고 얇은 별의 개울, 작은 은하의 유골, 오랫동안 파쇄 된 이래로.
우리가 암흑 에너지의 양을 증가 시키면 어떻게됩니까? 우주 확장의 가속 단계는 일찍 시작됩니다. 중력과 우주적 확장 사이의 경쟁에서, 후자는 더 빨리 승리를 시작하고 결국 구조의 형성을 연삭 정지로 가져옵니다. 어린 은하수로 떨어질 작은 은하들이 공간을 확장하여 옮겨집니다. 별 형성에 연료를 공급했을 가스는 결코 은하의 중력 풀 안에 들어 오지 않습니다. 젊은 은하수는 고립되고 빈곤 해집니다. 연료가 제한되어 있으면 화상을 입히고 노화로 들어갑니다.
축소하면서, 우리는 작은 은하에 의해 엄청나게 채워진 우주를 보았습니다. 개재 가스가 너무 얇아서 별을 만들기에는 너무 얇아지고 가장 가까운 은하에서 너무 멀리 떨어져 있습니다. 우주의 구조 형성 에포크, 창조적 인 단계는 끝났습니다.
.우리가 암흑 에너지를 계속 증가 시키면, 가장 작은 은하조차도 구조의 형성이 얼어 붙습니다. 우주의 문제 중 어느 것도 은하, 별, 행성 또는 사람들로 형성되지 않습니다. 전체 우주는 사산으로, 즉 확산되고 때때로 서로 튀어 나오는 입자의 가스를 확장하지만 다른 것은 거의 없습니다. 구조 나 복잡성이 없기 때문에 생명이 없습니다.
그것의 얼굴에, 우리가 찾은 효과는 Weinberg의 가설을지지합니다. 그러나 사가에는 비틀림이 있습니다.
우리 우주에서는 별 형성이 수십억 년 전에 가장 효율적이었습니다. 암흑 에너지는 가속 확장을 주도하기 시작했습니다. 우주 가속에 의해 은하가 분리 될 때까지, 별 생산은 어쨌든 감소하고있었습니다. 훌륭한 피드백은 우주가 별을 매우 효율적으로 형성하지 않는 주요 이유입니다. 암흑 에너지는 단지 2 차 악당입니다.
결과적으로 10 배 더 많은 암흑 에너지를 추가해도 큰 차이가 없습니다. 더 많은 암흑 에너지만으로도 우리는 여전히 얼마나 더 많은 일을하고 있습니다. 우주의 가속이 실제로 별 형성을 죽입니다.
우리는 아직 우리의 발견을 발표하지는 않았지만, 그들이 유지하면 Weinberg의 주장은 흔들리는 것처럼 보입니다. 우리보다 어두운 에너지를 가진 우주의 다른 지역이 있다고 가정 해 봅시다. 본질적으로, 각 지역은 우리 자신의 지역이 선택한 규모로 0에서 10 사이의 숫자를 선택합니다. 이제 그 지역에서 진화 한 생명체를 확인하기 위해 설문 조사 클립 보드를 가져 가십시오. 당신이 하나를 만나면, 그들이 얼마나 많은 암흑 에너지를 보는지 물어보십시오. 물론 대부분의 지역은 죽었습니다. 왜냐하면“내 지역이 10 또는 10을 뽑았습니다.”라고 말할 사람이없는 이유를 설명합니다. 그러나 10 또는 100 이상을 볼 수있는 관찰자들이 많이 있습니다.이 경우 우리는 왜 우리가 1의 가치를 보는 특이 치인 지 궁금해 할 것입니다. 이론이“약 100을 기대한다”고 말하면 1을 볼 수 있다면, 우리는 단순한 선택 효과로 우리의 가치를 설명 할 수 없습니다.
.초기입니다. 우리는 여전히 분석 중입니다. 우리 컴퓨터는 계속 울고 있습니다. 그러나 균형을 잡으면 어쩌면 우리는 암흑 에너지를 설명하기 위해 다른 옵션을 계속 살펴 봐야합니다.
Luke A. Barnes는 시드니 대학의 시드니 천문학 연구소의 박사후 연구원입니다. 그는 은하 형성에 중점을 둡니다. Geraint Lewis와의 그의 책 운이 좋은 우주 :삶의 삶에서의 삶은 미세한 우주, 최근 Cambridge University Press에 의해 출판되었습니다.
