|
Космологическая постоянная оказалась переменной
|
|
|
|
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.
|
|
|
|
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.
|
|
|
|
Источник
|
