Але якщо згадати, що приміщення певних форм матерії в порожній простір змінюють сили, що діють на цю матерію, можливо, і темна енергія виникає за дуже простим принципом: від того, що в нашому Всесвіті взагалі існує матерія як така.

Карта кластеризації галактик в нашому Всесвіті. Наявність цих структур може пояснити присутність і силу темної енергії цілком і повністю

Більшість сил і явищ мають витоки, які легко виявити. Два потужних об'єкта відчувають силу гравітації через те, що простір-час викривляється через наявність матерії і енергії. Всесвіт розширилася, оскільки у неї є своя історія змін щільності енергії у Всесвіті і початкові умови розширення. І все частки у Всесвіті взаємодіють певним чином через цілком відомих правил квантової теорії поля і обміну векторних бозонів. Від найменших субатомних частинок до найбільших масштабів діють одні і ті ж сили, які рухають бозонами і галактиками.

Сильна взаємодія, яке з'являється через наявність «зміни кольору» і обміну глюонів, утримує ядра атомів разом

Навіть самі загадкові явища в своїй основі зберігають пояснення, які добре зрозумілі. Ми не знаємо, чому у Всесвіті більше матерії, ніж антиматерії, але знаємо, що умови, які нам для цього потрібні, - порушення баріонів числа, С і СР-порушення - мають місце. Ми не знаємо, як і природа темної матерії, але її загальні властивості, де вона знаходиться і як кластеризуються, все це добре зрозуміло. Ми також не знаємо, зберігають чорні діри інформацію чи ні, але розуміємо кінцеве і початкове стан цих об'єктів, а також і те, як вони народжуються і що відбувається з їх горизонтами подій з часом.

Ілюстрація чорної діри і її оточення, прискореного і надувати диска акреції. Початковий і кінцевий стан чорних дір може бути добре передбачено, навіть якщо втрата або збереження інформації - немає

Але є одна штука, яку ми взагалі не розуміємо: темна енергія. Звичайно, ми можемо виміряти прискорення Всесвіту і точно зрозуміти її величину. Але чому у нас взагалі є Всесвіт з ненульовий величиною темної енергії? Чому порожній простір, в якому нічого немає - ні матерії, ні кривизни, ні випромінювання, нічого, - володіє позитивне ненульовий енергією? І чому це кількість енергії, яке було незбагненно крихітним і зовсім непомітним протягом перших мільярдів років історії Всесвіту, початок захоплювати Всесвіт тільки до моменту появи в ній Землі?

Ілюстрація протопланетарного диска, в якому формуються планети і планетезимали, утворюючи проломи в диску. Чотири-п'ять мільярдів років тому, коли формувалася наша Сонячна система, темна енергія одночасно з тим починала захоплювати розширення Всесвіту і щільність енергії

Є багато цікавих речей, які ми можемо пов'язувати з темною енергією і Всесвіту в цілому. Існує багато пустого простору, яке пронизують квантові поля. Не існує областей у Всесвіті, куди б не проникло гравітаційне, електромагнітне або ядерна взаємодія; вони всюди. Якщо ми спробуємо розрахувати так зване вакуумне очікуване значення (конденсат) різних квантових полів, ми зіткнемося з нескінченним числом членів і зможемо записати його лише приблизно. Ми завжди будемо мати справу з приблизними значеннями. І наскільки нам відомо, вони не врівноважуються, а Всесвіт не сповільнюється - вона дійсно прискорюється. Якимось чином у самого простору знаходиться невелика ненульова енергія. І ця енергія змушує далекі галактики у Всесвіті віддалятися від нас з постійно зростаючою швидкістю,

Питання «чому?» не перестає мучити теоретиків. Чому Всесвіт розширюється все швидше? Ми нічим не можемо пояснити наявність цієї темної енергії. Можливо, ми погано розуміємо саму Всесвіт. Втім, є й інший варіант, про який рідко замислюються: можливо, це властивість порожнього простору визначається присутністю інших речей - начебто матерії - у Всесвіті.

І є підстави вважати, що це можливо, що називається ефектом Казимира. Він добре нам відомий.

Ілюстрація ефекту Казимира і того, як сили зовні пластинок відрізняються від сил між ними

Яка електромагнітна сила порожнього простору? Нульова, звичайно. За відсутності зарядів, струмів і матерії для взаємодії, вона буде нульовою, без жартів. Але якщо помістити дві металеві пластини на певну відстань між собою, а потім перепитати, яка буде електромагнітна сила, вона перестане бути нульовою. Через те, що деякі моди квантових флуктуацій заборонені через кордонів пластинки, ми не тільки прогнозуємо, але і вимірюємо ненулевую силу між цими пластинками, що виникає буквально з пустого простору. І що найцікавіше, всі сили, включаючи гравітаційну, проявляють ефект Казимира.

Карта понад мільйон галактик у Всесвіті; в кожній точці окрема галактика. Різні кольори означають дистанції; червоні - далі

Що ж відбувається, коли ми намагаємося застосувати цей ефект до цілого Всесвіту і розрахувати ефект? Відповідь проста: ми отримуємо щось, що в деякій формі відповідає темної енергії, тільки - знову ж - іншого порядку. І це може бути від того, що ми не знаємо в повній мірі, якими є прикордонні умови Всесвіту або як правильно розрахувати квантово-гравітаційний ефект.

Складання карти Всесвіту може бути найлегшою частиною. Навряд чи ми дочекаємося спостережуваного або експериментального прориву, який приведе нас до розуміння темної енергії, самої невловимою сили у Всесвіті. Можливо, нам буде потрібно теоретичний прорив. І, можливо, він буде пов'язаний зі слідової аномалією, зміною динамічної величини або навіть слідом додаткових розмірностей. Ми тільки недавно знайшли її найскладніший для пояснення секрет. Можливо, рішення буде лежати в уже відомої нам фізики.