พลังงานมืด

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

ในการศึกษาจักรวาลวิทยาเชิงกายภาพ ดาราศาสตร์ และกลศาสตร์ท้องฟ้า พลังงานมืด (อังกฤษ: Dark energy) คือพลังงานในสมมุติฐานที่แผ่อยู่ทั่วไปในอวกาศและมีแนวโน้มจะเพิ่มสูงขึ้นตามอัตราการขยายตัวของเอกภพ[1] พลังงานมืดเป็นวิธีที่นิยมมากที่สุดในการใช้อธิบายถึงผลสังเกตการณ์และการทดลองมากมายอันแสดงถึงลักษณะที่เอกภพปรากฏตัวอยู่ในลักษณะการขยายตัวออกอย่างมีอัตราเร่ง ในแบบจำลองมาตรฐานของจักรวาลวิทยา มีพลังงานมืดอยู่ในเอกภพปัจจุบันเป็นจำนวน 74% ของมวล-พลังงานรวมทั้งหมดในเอกภพ[2]

รูปแบบของพลังงานมืดที่นำเสนอกันมีอยู่ 2 รูปแบบ คือ ค่าคงที่จักรวาลวิทยา (cosmological constant) อันเป็นค่าความหนาแน่นพลังงาน "คงที่" ที่แผ่อยู่ในอวกาศอย่างสม่ำเสมอ[3] กับทฤษฎีสนามสเกลาร์ (Scalar field theory) เช่นควินเตสเซนส์หรือโมดูลิ อันเป็นปริมาณที่มีการ "เปลี่ยนแปลง" โดยความหนาแน่นของพลังงานแปรเปลี่ยนไปตามกาลและอวกาศ ส่วนหนึ่งของสนามสเกลาร์ที่มีค่าคงที่ในอวกาศนั้นถูกรวมอยู่ในค่าคงที่จักรวาลวิทยาด้วย ในทางกายภาพแล้ว ค่าคงที่จักรวาลวิทยาจะมีค่าเทียบเท่ากับพลังงานสุญญากาศ (vacuum energy) การแยกแยะการเปลี่ยนแปลงของสนามสเกลาร์ในอวกาศออกจากค่าคงที่จักรวาลวิทยาทำได้ค่อนข้างยาก เพราะการเปลี่ยนแปลงนั้นอาจเป็นไปอย่างช้ามากๆ

การตรวจวัดการขยายตัวของเอกภพอย่างละเอียดแม่นยำสูง เป็นสิ่งจำเป็นที่ต้องใช้เพื่อทำความเข้าใจว่า เหตุใดอัตราการขยายตัวของเอกภพจึงเปลี่ยนแปลงไปเมื่อเวลาผ่านไป ในทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป การเปลี่ยนแปลงของอัตราการขยายตัวสามารถระบุพารามิเตอร์ได้โดยอาศัย Equation of state ของจักรวาล การตรวจวัด Equation of state ของพลังงานมืดเป็นหนึ่งในความพยายามยิ่งใหญ่ที่สุดของมนุษย์ในการเฝ้าสังเกตการณ์เอกภพในปัจจุบัน

การนำค่าคงที่จักรวาลวิทยาบวกเข้าไปใน มาตรวัด FLRW มาตรฐานของจักรวาลวิทยา นำไปสู่แบบจำลองแลมบ์ดา-ซีดีเอ็ม ซึ่งถูกอ้างอิงว่าเป็น "แบบจำลองมาตรฐาน" ของจักรวาลวิทยา เพราะความสอดคล้องอย่างยิ่งของผลการคำนวณกับผลสังเกตการณ์ พลังงานมืดเป็นส่วนประกอบสำคัญยิ่งในความพยายามเมื่อไม่นานมานี้ในการสร้างแบบจำลองวงกลม (Cyclic model) สำหรับเอกภพ[4]

อ้างอิง[แก้]

  1. P. J. E. Peebles and Bharat Ratra (2003). "The cosmological constant and dark energy" (subscription required). Reviews of Modern Physics 75: 559–606. doi:10.1103/RevModPhys.75.559. 
  2. Hinshaw, Gary F. (April 30, 2008). "WMAP Cosmological Parameters Model: lcdm+sz+lens Data: wmap5". NASA. สืบค้นเมื่อ 2009-05-24. 
  3. Sean Carroll (2001). "The cosmological constant". Living Reviews in Relativity 4: 1. doi:10.1038/nphys815-<span (inactive 2008-06-26). สืบค้นเมื่อ 2006-09-28. 
  4. L.Baum and P.H. Frampton (2007). "Turnaround in Cyclic Cosmology" (subscription required). Physical Review Letters 98: 071301. doi:10.1103/PhysRevLett.98.071301. 

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]