Carding
Professional
- Messages
- 2,871
- Reaction score
- 2,331
- Points
- 113
Это открытие было неожиданным, поскольку к тому времени разговаривать о лямбда-члене Эйнштейна считалось не очень хорошим тоном. Физики, конечно, рассматривали модели Вселенной с лямбда-членом, отличным от нуля, но не думали, что это и есть наш мир. Более того, из соображений симметрии физики, занимающиеся элементарными частицами, требовали, чтобы лямбда-член был равен нулю. Больший интерес к нему проявляли энтузиасты альтернативной науки, которые указывали, что лямбда-член это неисчерпаемая энергия вакуума, и не мешай нефтяная да научная мафии признать этот факт, человечество давно бы уж использовало ее для своих целей. После открытия Перлмуттера, Шмидта и Рейса отношение к лямбда-члену пришлось менять и надо было попытаться ответить на вопрос: что же это такое? Увы, ответ до сих пор не найден, есть лишь численные оценки и туманные предположения.
В целом этот член нынче называют темной энергией, однако нет единства мнений, постоянен он или меняется во времени и пространстве. Для получения численных оценок современного значения берут модель Вселенной с разными соотношениями гравитирующей и антигравитирующей материи и смотрят, при каком соотношении этих параметров расчетные данные лучше всего соответствуют наблюдаемым. Установлено, что нынешняя плотность темной энергии составляет 0, 75 10-29 г/ см3, или три атома водорода в кубометре пространства (вспомним, что по Эйнштейну энергия и масса связаны соотношением Е = mc2).
При этом на нее сейчас приходится около 75% массы Вселенной.
Остальное темная материя (23%), вещество (2%), и совсем чуть-чуть добавляют фотоны. Помимо измерений ускорений, с которыми двигаются сверхновые, сейчас появились и другие источники вдохновения для космологов, например анизотропия реликтового излучения. Напомним, что реликтовое излучение это фотоны, образовавшиеся вскоре после Большого взрыва, которые ни разу не взаимодействовали с веществом. Неоднородность в распределении интенсивности этого излучения по небесной сфере связана с первичными неоднородностями плотности вещества, изучая которые, можно почерпнуть немало интересной информации о начале Вселенной.
В частности, некоторые детали этой анизотропии свидетельствуют о том, что, если пространство нашего мира и обладает кривизной, она незначительна. Тогда, в соответствии с теорией Фридмана, мир описывается простыми уравнениями. Их сопоставление с наблюдаемой анизотропией излучения говорит, что темная энергия составляет те же самые 70—80% массы. Аналогичные значения дают и наблюдения динамики скучивания галактик. В общем, пересечение областей параметров Вселенной, которые соответствуют этим трем наборам данных, почти не оставляют пространства для маневра и свидетельствуют, что Вселенная будет расширяться вечно. Помимо вывода о бесконечном расширении темная энергия помогает решить и вопрос о том, закрытая наша Вселенная или открытая. Как отмечал еще Фридман, это зависит от того, больше средняя плотность энергии в ней или меньше некоего критического значения, принятого за единицу. Раньше предполагалось, что различие между этими исходами таково: закрытая Вселенная когда-нибудь закончит расширяться и станет сжиматься, а открытая нет. Теперь, коль скоро сжатия никогда не будет, это соображение утратило свою ясность, и считается, что под закрытой Вселенной следует понимать мир с положительной кривизной пространства-времени, то есть с конечным объемом.
(О том, как и куда расширятся открытая, стало быть, бесконечная Вселенная, равно как и о том, отчего у Большого взрыва была бесконечная мощность для порождения бесконечного количества вещества, много говорить не принято.) Экспериментальные данные показывают, что параметр открытости/закрытости Вселенной очень близок к граничному значению, равному единице, и составляет 1, 015+0, 02. Более того, есть мнение, что он строго равен 1 и Вселенная находится в том самом маловероятном случае с нулевой кривизной, как бы на перепутье между двумя возможностями, однако экспериментальных подтверждений еще нет. Это оставляет теоретикам некоторый простор для фантазий. Например, самый свежий закрытый мир, а именно заключенный в додекаэдр, на основании особенностей анизотропии реликтового излучения предложил французский астроном Жан-Поль Люмине с коллегами. Эта модель справедлива, если значение параметра плотности энергии равно 1, 013, что едва умещается на нижней границе допустимого диапазона плотности. Модель Люмине никак не может существовать без темной энергии, поскольку нормального вещества, излучения и темной материи хватит для того, чтобы «наполнить» Вселенную лишь на треть. Темная энергия как раз и дает недостающие две трети.
Самое интересное, что модель Люмине пока не противоречит экспериментальным данным. Для выяснения истины требуются тщательные исследования анизотропии реликтового излучения и более точные измерения плотности энергии. Что произойдет во Вселенной в будущем? Сценарий не внушает оптимизма. В конце концов она превратится в мир, предложенный в 30-х годах голландским астрономом Виллемом де Ситтером, где энергия отталкивания преобладает, а гравитацией можно пренебречь. В этом мире сначала от нас в недоступную для наблюдения область отлетают дальние галактики, потом исчезают галактики-спутники Млечного Пути. Через некоторое время с неба исчезнут и звезды нашей Галактики. Потом темная энергия, видимо, разрушит Солнечную систему, и последней от нас улетит, скорее всего, Луна.
Не исключено, что когда-нибудь темная энергия превысит и электромагнитные силы, и сильные взаимодействия, после чего произойдет Большой пук (по другой версии большой разрыв) разрушение вещества на составляющие его электроны и кварки. Возможность такого сценария зависит от природы темной энергии. А тут ясности нет.
В целом этот член нынче называют темной энергией, однако нет единства мнений, постоянен он или меняется во времени и пространстве. Для получения численных оценок современного значения берут модель Вселенной с разными соотношениями гравитирующей и антигравитирующей материи и смотрят, при каком соотношении этих параметров расчетные данные лучше всего соответствуют наблюдаемым. Установлено, что нынешняя плотность темной энергии составляет 0, 75 10-29 г/ см3, или три атома водорода в кубометре пространства (вспомним, что по Эйнштейну энергия и масса связаны соотношением Е = mc2).
При этом на нее сейчас приходится около 75% массы Вселенной.
Остальное темная материя (23%), вещество (2%), и совсем чуть-чуть добавляют фотоны. Помимо измерений ускорений, с которыми двигаются сверхновые, сейчас появились и другие источники вдохновения для космологов, например анизотропия реликтового излучения. Напомним, что реликтовое излучение это фотоны, образовавшиеся вскоре после Большого взрыва, которые ни разу не взаимодействовали с веществом. Неоднородность в распределении интенсивности этого излучения по небесной сфере связана с первичными неоднородностями плотности вещества, изучая которые, можно почерпнуть немало интересной информации о начале Вселенной.
В частности, некоторые детали этой анизотропии свидетельствуют о том, что, если пространство нашего мира и обладает кривизной, она незначительна. Тогда, в соответствии с теорией Фридмана, мир описывается простыми уравнениями. Их сопоставление с наблюдаемой анизотропией излучения говорит, что темная энергия составляет те же самые 70—80% массы. Аналогичные значения дают и наблюдения динамики скучивания галактик. В общем, пересечение областей параметров Вселенной, которые соответствуют этим трем наборам данных, почти не оставляют пространства для маневра и свидетельствуют, что Вселенная будет расширяться вечно. Помимо вывода о бесконечном расширении темная энергия помогает решить и вопрос о том, закрытая наша Вселенная или открытая. Как отмечал еще Фридман, это зависит от того, больше средняя плотность энергии в ней или меньше некоего критического значения, принятого за единицу. Раньше предполагалось, что различие между этими исходами таково: закрытая Вселенная когда-нибудь закончит расширяться и станет сжиматься, а открытая нет. Теперь, коль скоро сжатия никогда не будет, это соображение утратило свою ясность, и считается, что под закрытой Вселенной следует понимать мир с положительной кривизной пространства-времени, то есть с конечным объемом.
(О том, как и куда расширятся открытая, стало быть, бесконечная Вселенная, равно как и о том, отчего у Большого взрыва была бесконечная мощность для порождения бесконечного количества вещества, много говорить не принято.) Экспериментальные данные показывают, что параметр открытости/закрытости Вселенной очень близок к граничному значению, равному единице, и составляет 1, 015+0, 02. Более того, есть мнение, что он строго равен 1 и Вселенная находится в том самом маловероятном случае с нулевой кривизной, как бы на перепутье между двумя возможностями, однако экспериментальных подтверждений еще нет. Это оставляет теоретикам некоторый простор для фантазий. Например, самый свежий закрытый мир, а именно заключенный в додекаэдр, на основании особенностей анизотропии реликтового излучения предложил французский астроном Жан-Поль Люмине с коллегами. Эта модель справедлива, если значение параметра плотности энергии равно 1, 013, что едва умещается на нижней границе допустимого диапазона плотности. Модель Люмине никак не может существовать без темной энергии, поскольку нормального вещества, излучения и темной материи хватит для того, чтобы «наполнить» Вселенную лишь на треть. Темная энергия как раз и дает недостающие две трети.
Самое интересное, что модель Люмине пока не противоречит экспериментальным данным. Для выяснения истины требуются тщательные исследования анизотропии реликтового излучения и более точные измерения плотности энергии. Что произойдет во Вселенной в будущем? Сценарий не внушает оптимизма. В конце концов она превратится в мир, предложенный в 30-х годах голландским астрономом Виллемом де Ситтером, где энергия отталкивания преобладает, а гравитацией можно пренебречь. В этом мире сначала от нас в недоступную для наблюдения область отлетают дальние галактики, потом исчезают галактики-спутники Млечного Пути. Через некоторое время с неба исчезнут и звезды нашей Галактики. Потом темная энергия, видимо, разрушит Солнечную систему, и последней от нас улетит, скорее всего, Луна.
Не исключено, что когда-нибудь темная энергия превысит и электромагнитные силы, и сильные взаимодействия, после чего произойдет Большой пук (по другой версии большой разрыв) разрушение вещества на составляющие его электроны и кварки. Возможность такого сценария зависит от природы темной энергии. А тут ясности нет.
