2.13. Стандартная космологическая модель с ненулевой космологической постоянной
30
2.
Время и теория относительностиОсновываясь на сравнении реально наблюдаемого спектра мощности реликтового излучения с теоретически рассчитанным, был сделан вывод о том, что геометрия пространственной Вселенной является плоской. Из этого был сделан следующий вывод -суммарная плотность р материи во Вселенной практически равна критической величине ро.
При этом оказалось, что согласовать между собой теоретические предсказания и данные наблюдений в рамках нестационарной модели Эйнштейна-Фридмана, используя нулевое значение космологической константы Л, невозможно. Более того, конкретное значение Л современные космологи подбирают, исходя именно из данных наблюдений. Так теоретическая конструкция Эйнштейна, которую он впоследствии назвал своей "грубой ошибкой", была восстановлена в статусе неотъемлемой части космологии. По сути дела, величина Л в стандартной космологической модели (СКМ, SCM) играет роль дополнительного (свободного, "введенного руками") параметра, с помощью которого удается согласовать теорию и реальность. у У V V жt (R7R0) 1
0,9
0,8
0,7
0,Б
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,3 1 (H0"t] SCM: omega_M = 0,25 omega_L = 0,75 omega_K = 0
Рисунок 2.12. Эволюция Вселенной в стандартной космологической модели
(со специально подобранными значениями Л и ее отдельных составляющих).
Для наглядности пунктиром изображена прямая линия
На рис.
2.12 приведена зависимость безразмерного радиуса Вселенной R (здесь R0 -современное значение радиуса) от ее безразмерного возраста (НО - современное значение параметра Хаббла), полученная в стандартной космологической модели при следующих специальных допущениях о плотностях различных компонент материи: вклад кривизны пространства равен нулю (пространство плоское), относительный вклад за счет Л ("темная" энергия) равен 75%, вклад остальной материи (включая барионную) составляет 25%.Как можно видеть, космологическая постоянная в этой модели играет весьма существенную роль. Ее значение было существенным образом определено по данным систематизированных наблюдений за вспышками Сверхновых в середине 2000-х. В свою очередь, как принято считать, полученная кривая (рис. 3.2) влечет за собой важный и нетривиальный вывод: эволюция размера Вселенной во времени является нелинейной, причем в течение примерно последней четверти возраста Вселенной ее расширение происходит с
4
ускорением .
4 Я оспариваю это утверждение в дальнейшей части книги.
3. О черных дырах, метаболическом времени и линейном расширении Вселенной 31