Просмотр новости
Найдите то, что Вас интересует
Спутники
РН
SpaceX
Роскосмос
NASA
СпутникиРНSpaceXРоскосмосNASAОткуда Вселенная берет энергию?
20.07.2026
https://thespaceway.info/space/31429-otkuda-vselennaja-beret-jenergiju.html
В школе нас учили: энергия не возникает из ничего и не может исчезнуть в никуда. Закон сохранения энергии — один из фундаментальных принципов физики. Но Вселенная, похоже, об этом не знает.
Откуда Вселенная берет энергию?
© Arena/TheSpaceway
Каждую секунду пространство расширяется. Галактики разбегаются. Темная энергия разрывает ткань космоса, создавая все новые кубометры пустоты. И в каждом кубометре — одинаковая плотность этой самой темной энергии. Выходит, что чем больше пространства — тем больше энергии. Но откуда она берется?
1 Вселенная с нулевым балансом
2 Темная энергия нарушает правила
3 Квантовый вакуум: энергия из пустоты
4 Честный ответ
Вселенная с нулевым балансом
Самая элегантная гипотеза звучит парадоксально: общая энергия Вселенной равна нулю. Всегда была и остается нулевой.
Вся материя, излучение, движение — это положительная энергия. Звезды, планеты, свет, тепло — все это «плюс». Но гравитация работает иначе. Гравитационная потенциальная энергия отрицательна. Чтобы разорвать гравитационную связь между двумя объектами, нужно затратить энергию — значит, сама связь имеет отрицательное значение.
Физики подсчитали: если сложить всю положительную энергию материи и излучения во Вселенной с отрицательной гравитационной энергией, сумма может оказаться равной нулю. Или очень близкой к нулю. Вселенная — это гигантский бухгалтерский баланс, где доходы всегда равны расходам.
Значит, Большой взрыв не создал энергию. Положительная энергия материи и отрицательная энергия гравитации возникли одновременно и в равных количествах. «Бесплатный обед», как выразился космолог Алан Гут.
Темная энергия нарушает правила
Но это не объясняет, почему Вселенная продолжает расширяться с ускорением. Примерно 68% всей энергии Вселенной — это темная энергия, загадочная субстанция с отрицательным давлением, которая буквально раздувает пространство.
При расширении плотность обычной материи падает — галактики разбегаются, расстояния между ними увеличиваются, вещество «размазывается» по большему объему. А плотность темной энергии остается постоянной. Больше пространства — больше темной энергии. Суммарная энергия растет.
Нарушение закона сохранения? Не совсем. Дело в том, что закон сохранения энергии строго работает только в статичном пространстве-времени. Но наша Вселенная не статична — она расширяется, а в общей теории относительности Эйнштейна расширяющееся пространство-время не обязано сохранять энергию в привычном смысле.
Грубо говоря, энергия сохраняется локально — в вашей комнате, в Солнечной системе, даже в галактике. Но когда речь о всей Вселенной, правила меняются. Само пространство-время участвует в энергетическом балансе.
Квантовый вакуум: энергия из пустоты
Есть и другой источник. Квантовая механика утверждает: абсолютной пустоты не существует. Даже в вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы — пары частица-античастица, которые существуют ничтожные доли секунды благодаря принципу неопределенности Гейзенберга.
Откуда Вселенная берет энергию?
© Arena/TheSpaceway
Эти флуктуации — не абстракция. Эффект Казимира экспериментально доказывает их существование: две металлические пластины, незаряженные и без разности потенциалов, помещенные в вакуум притягиваются из-за квантовых флуктуаций между ними. Вакуум обладает энергией.
Некоторые физики предполагают, что темная энергия — это и есть энергия квантового вакуума. Проблема в том, что теоретические расчеты предсказывают, что плотность энергии вакуума должна быть чудовищно огромной — примерно в 10120 раз выше, чем наблюдаемая плотность темной энергии. Это самое чудовищное несовпадение теории и практики в истории физики.
Честный ответ
Мы не знаем точно, откуда Вселенная берет энергию. Возможно, общая энергия всегда была и остается нулевой — просто перераспределяется между положительными и отрицательными формами. Возможно, закон сохранения энергии не применим к Вселенной в целом, потому что само пространство-время динамично. Возможно, квантовый вакуум создает энергию, природа которой нам пока неизвестна.
Что известно точно: Вселенная расширяется, темная энергия доминирует, и классические законы сохранения работают не так, как мы привыкли думать. Энергия появляется. Или не появляется, но меняет форму так хитро, что это выглядит как появление.
Вопрос остается открытым. И поиск ответа на него — один из главных стимулов, двигающих вперед фундаментальную физику.