<<
>>

3.10. Проблема космологической постоянной

Как мы уже знаем, космологическая постоянная Л - плод усилий Эйнштейна по спасению решения для статической модели Вселенной. В дальнейшем этот параметр был повторно введен "руками" уже в нестационарные модели, чтобы "подогнать" СКМ под результаты экспериментального определения космологических параметров. Однако при этом возникли две новые фундаментальные проблемы, удовлетворительного решения которых физиками так и не найдено.

Первая проблема - найти физическое объяснение для формального введения космологической константы Л в уравнения ЭФ. Предлагается отождествить "темную энергию", отвечающую Л, с энергией физических колебаний вакуума. Однако (см., например, [Клапдор-Клайнгротхаус, Цюбер, 2000]) астрофизические наблюдения дают для указанной гипотетической плотности вакуума значение порядка 10" г/см , в то время как квантово-механические вычисления приводят к оценке порядка 10 г/см , т.е. расхождение оказывается неимоверно большим - 122 порядка! Однако есть и еще более сильный, с моей точки зрения, довод: энергия "нулевых " колебаний вакуума не может быть извлечена и использована ни для гравитационного расширения Вселенной, ни для чего бы то ни было еще, поскольку отвечает состоянию с наименьшей возможной энергией.

Вторая проблема, "которая часто оставляется без внимания" , но имеет едва ли не большее значение, состоит вот в чем. При введении в уравнения ЭФ космологической

1 /9

постоянной Л в ней тем самым задается определенная шкала расстояния R = (Л/3)" Поскольку в настоящую эпоху Л = 10" см" , то R можно идентифицировать с современным размером Вселенной (10 см). Но размер Вселенной менялся и меняется с течением времени, а величина Л полагается (во всяком случае, при "подгонке" космологической модели к астрофизическим данным) неизменной. Спрашивается, какой физический смысл имеет величина (Л/3)" ?

Обе проблемы легко снимаются в рамках предлагаемого нами подхода. Никакой константы Л вообще в уравнения вводить не требуется, нужный эффект достигается автоматически за счет учета статического давления материи Р и связанной с ним объемной энергии гравитации (а не колебаний вакуума!). При этом легко объясняется и вышеуказанная связь между гипотетической величиной Л и текущим размером Вселенной R. Действительно, в космологических уравнениях эта (ненужная) гипотетическая величина Л равна 8-rc-G-p (при скорости света с = 1). Найденное нами новое решение космологических уравнений (при с = 1) дает для плотности р.

P = 3/(4-TTGR2) Из этого следует

Л = 8nG-3/(4nGR2) = 6/R2

т.е.

R = (А /6) -т

3.11. О замкнутости Вселенной

Как уже было отмечено в разделе 2.11 (в сноске), Эйнштейн нашел для своей первоначальной стационарной модели, что

R=(2MG)/(c2n)= RG/TC,

13 Автор обзора [Буссо, 2007] пишет (перевод мой - М.Х.Ш.): "Современное значение космологической константы не соответствует ее значению для ранней Вселенной. Это одна из наиболее значительных трудностей в проблеме космологической константы, которая часто оставляется без внимания"

50 3.0 черных дырах, метаболическом времени и линейном расширении Вселенной

где М - масса Вселенной, G - гравитационная постоянная Ньютона, с - скорость света; при таком подсчете R оказывается в ж раз меньше так называемого "гравитационного радиуса" Вселенной.

С другой стороны, выразив массу нашей Вселенной М = p-V через (найденную нами в качестве нового решения) среднюю плотность р = 3-е /(4-K-G-K) И объем 3-мерного неевклидового шара V=2- лг-л, непосредственно получим оценку примерно того же порядка

R = 2-М- G/(3nc2)=RG/(3n)

То обстоятельство, что при ничтожной плотности вещества геометрический радиус оказывается меньше гравитационного (и, следовательно, сама Вселенная - "черной дырой"), объясняется, как выше говорилось, следующим простым соображением: при заданной плотности и сферической форме гравитационный радиус пропорционален массе объекта, а геометрический - всего лишь кубическому корню из массы. Выполнение условия RТаким образом, и теоретический анализ, и основанные на реальных данных оценки (см. раздел 3.1) подтверждают тот факт, что геометрический размер нашей Вселенная действительно не превосходит ее гравитационного радиуса.

<< | >>
Источник: М. X. Шульман. ПАРАДОКСЫ, ЛОГИКА И ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ВРЕМЕНИ Москва 2006-2011. 2011

Скачать готовые ответы к экзамену, шпаргалки и другие учебные материалы в формате Word Вы можете в основной библиотеке Sci.House

Воспользуйтесь формой поиска

3.10. Проблема космологической постоянной

релевантные научные источники: