• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
09.12.2024, 12:17
Александр Березин
10
15,2 тыс

Космологическая постоянная оказалась переменной

❋ 6.2

Данные Dark Energy Spectroscopic Instrument показали, что космологическая постоянная за время существования Вселенной постепенно меняется. Это значит, что она не совсем постоянная, а еще со значительной вероятностью исключает гипотезу о том, что источник этой «постоянной» — вакуум.

Обсерватория на горе Китт-Пик в Аризоне. Ее четырехметровый телескоп и пять тысяч подключенных к нему спектрометров стали основой вывода об изменяемости космологической константы / © Wikimedia Commons

Современная космология определяется уравнениями теории относительности Эйнштейна. Когда физик создавал свою теорию, он заметил, что эти уравнения не имеют такого решения, при котором Вселенная статична. В ту эпоху ученым казалось, что Вселенная статична. Поэтому, чтобы такое решение появилось, Эйнштейн ввел в уравнение так называемый лямбда-член — постоянную, с которой статичность обеспечивалась.

В 1924 году советский ученый-метеоролог Александр Фридман показал, что Вселенная нестатична, то есть расширяется. Эйнштейн сперва пытался критиковать Фридмана, затем признал свою ошибку и к началу 1930-х с трудом, но согласился с мыслью о расширении Вселенной. После этого он назвал лямбда-член своей величайшей ошибкой.

Однако в 1998 году из наблюдений за далекими сверхновыми неожиданно выяснилось, что Эйнштейн все же не ошибался: хотя мироздание нестатично, оно расширяется с ускорением. Это ускорение нельзя совместить с уравнениями Эйнштейна без введения туда лямбда-члена — правда, уже с другим значением. Эту величину принято называть космологической постоянной.

Работы коллаборации ученых Dark Energy Spectroscopic Instrument (по названию одноименного инструмента) придали этой истории новый оборот. Исследователи проанализировали красное смещение миллиона галактик. Их данные указывают, что с вероятностью в 3,5 сигмы лямбда-член в ранней Вселенной несколько отличался количественно от современного.

Между тем наиболее популярной у многих физиков-инфляционистов гипотезой о природе космологической постоянной было так называемое расталкивающее влияние вакуума, пустого пространства (или отрицательное давление вакуума). При таком сценарии лямбда-член должен быть строго неизменным, поскольку свойства вакуума не меняются. Новый результат не имеет значимости в пять сигм, когда можно уверенно говорить о «закрытии» отрицательного давления вакуума, но сравнительно близок к этому.

Та же обсерватория, снимок в вечернее время / © Wikimedia Commons

Поэтому на следующем этапе физикам-теоретикам придется предложить другое объяснение темной энергии, то есть ускоренному расширению Вселенной. Раз его причина не в вакууме, должны быть какие-то другие объяснения. К сожалению, на современном этапе развития физики количество теорий о темной энергии столь велико, что и с новыми данными между ними придется выбирать еще долго.

Физики-инфляционисты разработали буквально многие сотни разных моделей Вселенной (и это консервативная оценка). Во многих из них темная энергия не связана с вакуумом. Другое дело, что имеющиеся гипотезы инфляции достаточно сложно подтвердить или опровергнуть на практике: из-за обилия моделей Вселенной в них количество предсказаний, которые делают такие модели, очень велико, а какие-то из этих предсказаний просто в силу многочисленности всегда будут совпадать с наблюдениями.

Кроме того, существует альтернативный подход к проблеме: циклическая космология Вселенной, наиболее современный вариант которой представлен в теории Николая Горькавого. По ней космологическую постоянную еще в 2018 году объявили переменной. Так получается, поскольку в циклической космологии Горькавого эта «постоянная» обратно пропорциональна радиусу Вселенной. Соответственно, по мере ее расширения ускорение этого расширения должно падать, что соответствует новым данным Dark Energy Spectroscopic Instrument.

Если верен этот сценарий, в будущем разлет Вселенной во все стороны остановится, после чего начнется ее обратное сжатие. Согласно расчетам, таких циклов расширения — сжатия было очень (хотя и не бесконечно) много, и в будущем их количество тоже окажется велико.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
4 июля, 09:30
Любовь С.

Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.

3 июля, 12:20
Татьяна Зайцева

Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?

3 июля, 11:29
РНФ

Физики экспериментально подтвердили эффективность ионно-плазменного метода удаления радиоактивных загрязнений с поверхностей металлоконструкций ядерных реакторов. Новая технология позволяет очищать внутриконтурное оборудование от отложений сложного химического состава без образования опасных жидких радиоактивных отходов. Благодаря этому она даст возможность повторно использовать реакторные сплавы и снизит затраты на их переработку.

1 июля, 11:54
Марк Чернов

Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.

28 июня, 16:58
Alexander Baulin

Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.

30 июня, 16:52
Понамарева Валерия

Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.

10 июня, 11:51
Александр Березин

Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.

25 июня, 16:20
Любовь С.

Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.

25 июня, 15:09
Марк Чернов

Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.

[miniorange_social_login]

Комментарии

10 Комментариев
-
0
+
Теория о пульсирующей Вселенной интересная на первый взгляд, но объясните мне пожалуйста, как представить процесс когда расширение Вселенной сменится сжатием? Это что, свет должен в обратную сторону пойти? Или время вспять обернуться? По моему эта идея о сжимающейся Вселенной явная нелепица.
    Пётр, пространство-время начнет сжиматься. Расстояния между объектами начнут становиться меньше. Движения луча света вспять не будет.
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      Валентина, вы видимо не понимаете, почему наблюдаемая часть Вселенной расширяется. Расширение наблюдаемой части Вселенной это не разбегание галактик, это процесс распространения области наблюдения и фундаментального взаимодействия, распространяющегося от момента рождения нынешней Вселенной вместе с её электро-магнитным излучением - светом. Если описать это упрощённо - расширение Вселенной происходит синхронно с распространением света из каждой её точки пространства, даже оттуда, откуда свет до нас ещё не долетел. Поэтому сжатие Вселенной невозможно даже себе представить. Вселенная это не шарик, который можно надуть и сдуть. Для Вселенной нет полноценной модели взятой из нашего быта. Меньше слушайте популяризатора науки Сурдина и внимательнее слушайте доктора физико-математических наук Семихатова. Пишу вам с уважением и надеюсь на то, что вы всё корректно поймёте по теме вопроса!
        Пётр, вселенная ведь не обязана соответствовать нашим представлениям о прекрасном. Или тому что мы можем или не можем вообразить. Она просто существует и все. Хотя и это не точно (гипотеза симуляции)
          -
          0
          +
          Иван, Вселенная естественно живёт не по нашим законам, но её законы исполняются с высочайшей точностью особенно закон сохранения массы, энергии, импульса! И в отличии от законов юридических, законы природы нельзя обойти или обмануть! И ещё они имеют свою логику и точный расчёт! Хочешь понять динамику эволюции во Вселенной - научись понимать её процессы, их логику и математический расчёт.
            Пётр, законы юридические в отличии от природных нам известны.
              -
              0
              +
              И., естественно, что мы всего знать о Вселенной не можем. Правда отмечу, что законы природы не столь уж и многочисленны, в отличии от теорий. Но все теории и все законы подчинены одному главному закону природы - закону сохранения массы, энергии, импульса в замкнутых системах!
alexey al
10.12.2024
-
0
+
Хватит форсить Горькавского! Это обычная псевдонаучная гипотеза, противоречащая известным фактам, и основывается на огромном числе допущений, обосновыаать которые Горькавский решил ниже своего достоинства.
    alexey, ваше мнение по вопросу адекватности той или иной научной теории имеет значение только в одном случае: если вы приводите какие-то конкретные аргументы против такой теории. Но поскольку вы таких аргументов против теории Горькавого не приводит, ваше мнение по этому вопросу имеет нулевой вес, увы. Кстати, ваш тезис "основывается на огромном числе допущений, обосновыаать которые Горькавский решил ниже своего достоинства" -- неверен (что легко можно видеть в его монографии по вопросу https://bsa-analytics.prao.ru/nik/oscillating_universe5.pdf ), и именно поэтому вы не приводите ни единого конкретного примера таких допущений.
Я знаю ,что ничего не Знаю! Но о чем то догадываюсь! Хотя бы так,нас всех учили по немного и продолжают так учить!