Создав стационарную модель Вселенной, которая разрешала ряд парадоксов, таких как фотометрический, гравитационный, характерных для предшествующих представлений о бесконечном и вечно существующем мире, Эйнштейн был вынужден ввести силы отталкивания. В противном случае в безграничной, но не бесконечной Вселенной силы гравитации не обеспечили бы её стационарного состояния и привели к коллапсу. Чтобы этого не случилось он ввёл космологическую постоянную, реализующую процесс отталкивания.
Дискуссии по поводу космологической постоянной в начале прошлого века не дали однозначного результата по вопросу её существования. В настоящее время предпринята попытка рассмотреть сущностные характеристики космологической постоянной с точки зрения стандартной теории в физике элементарных частиц, достаточно точно описывающей характер основных видов физических взаимодействий за исключением гравитации.
Загадочная пустота
С точки зрения стандартной модели вакуум это не пустота в классическом понимании, а состояние плотности энергии, которая может быть положительной, отрицательной или нулевой. При этом полная плотность энергии вакуума определяется суммой членов трёх её типов. Первый тип – это так называемая «затравочная космологическая постоянная». Данное значение характеризуется лишь силой гравитации при условии отсутствия существования всех известных нам частиц. При этом величина параметра может быть определена только экспериментально путём измерения истинного параметра космологической постоянной. Второй тип части в плотности вакуума зависит от поля, носящего названия хиггсового поля, которое представлено частицей – бозоном Хиггса. Влияние его на плотность энергии вакуума должно быть весьма значительным. Третье слагаемое в плотности вакуума представляется гипотетически, является вкладом частиц и взаимодействий, которые нам пока неизвестны [Лари Аббот, Тайна космологической постоянной, В мире науки, 1988, №7, с. 66–73].
Положительная и отрицательная
Космологическая постоянная определяется как сумма трёх выделенных частей. Возможны определённые оценки её составляющих. Так, u- и d-кварки, составляющие протонов и нейтронов, дают вклад в космологическую постоянную порядка 1/(1 км) в степени 2, а хиггсовы поля имеют гораздо более значительное влияние 1/(10 см) в степени 2. Рассмотрим к каким бы последствиям для структуры пространства привели разные значения космологической постоянной. Так, если её значение было бы 1/(1 км) в степени 2, и она носила отрицательный характер, то геометрия пространства значительно изменилась. В этом случае сумма углов треугольника была бы меньше 180 градусов, что характерно для пространства с отрицательной кривизной. Воздействие положительной космологической постоянной при тех же параметрах реализуется ещё более странным образом. С точки зрения сознания наблюдателя невозможно было бы обозревать предметы дальше нескольких километров из-за огромных искажений пространственной структуры. В случае прогулки наблюдателя всего лишь на несколько километров от исходного места, назад вернуться ему не удастся из-за гигантских искажений пространства-времени. Если же космологическая постоянная отлична от нуля, но мала, то в таком случае её влияние на структуру пространства-времени может быть обнаружено лишь на огромных расстояниях.
Тёмная энергия
Одно из незыблемых положений современной космологической теории, известной как «Большой взрыв», заключается в том, что пространство нашей Вселенной расширяется. Обычное гравитационное притяжение между галактиками замедляет расширение. Но по мере их удаления друг от друга притяжение ослабевает, и темп замедления расширения уменьшается с течением времени. Таким образом, можно констатировать, что расширение Вселенной со временем замедляется с уменьшающейся скоростью. Однако возникает вопрос, а каковы темпы расширения пространства в зависимости от значений космологической постоянной? Оказывается, что если её значение отрицательно, то возникало бы замедление расширения не с уменьшающимся, а с постоянным темпом. Положительное значение космологической постоянной проявилось бы убыстрением расширения Вселенной.
И вот здесь обнаруживается самое главное, на что мало кто обратил внимание. Последние астрономические наблюдения, выполненные разными методами, показывают, что темп расширения нашей Вселенной увеличивается. Более того, в свете различных оценок он был неодинаков на протяжении её истории. Данный факт заставил космологов ввести понятие тёмной энергии, ответственной за расширение. Причём масса тёмной энергии должна быть весьма значительной и, по крайней мере, иметь параметр более 60% всей массы Вселенной. Возможно, здесь и наблюдается связь между положительным значением космологической постоянной, которая в принципе должна приводить к тем же явлениям, что и постулируемое существование тёмной энергии. Так что по выражению физика Г. Гамова, космологическая постоянная опять подняла свою безобразную голову. Подобная корреляция между космологической постоянной и тёмной энергией вряд ли случайна. Таких случайностей не бывает. Вероятно, это приведёт к созданию новой физике, разработке иных теорий, проясняющих такое совпадение.
Платформа Дзен по определённым причинам меняет алгоритмы показов, и теперь статьи канала Intellectus увидят только его подпиcчики. Если вы уверены, что подписаны на канал рекомендуется проверить это в связи с возможной автоматической отпиской.
Также материалы по теме «Космос и Мультивселенная»: