Fizicheskii vakuum i kosmicheskaya anti-gravitaciya<< Titul'nyi list | Oglavlenie | 2. Gipoteza Einshteina >>
1. Vvedenie
Kosmologiya - nauka nablyudatel'naya. Do nedavnego vremeni ona pokoilas' na dvuh fundamental'nyh nablyudatel'nyh otkrytiyah: v 1929 g. Habbl otkryl kosmologicheskoe rasshirenie, a v 1965 g. Penzias i Vilson obnaruzhili reliktovoe izluchenie. Mezhdu etimi sobytiyami v nauke o Vselennoi proshlo chetvert' veka; spustya eshe primerno stol'ko zhe let v kosmologii proizoshlo novoe ne menee znachitel'noe sobytie: v 1998-99 gg. dve gruppy astronomov-nablyudatelei otkryli kosmicheskuyu anti-gravitaciyu i kosmicheskii vakuum [1]. V rabote uchastvovalo bol'shoe chislo astronomov (okolo sta v obshei slozhnosti), odnoi gruppoi rukovodil Adam Raies, drugoi - Sol Perlmutter; issledovaniya prodolzhayutsya i seichas, oni priobretayut vse bol'shii razmah, v nih vklyuchayutsya novye i novye specialisty-nablyudateli, a za nimi i teoretiki.
Glavnyi smysl noveishih otkrytii v kosmologii takov. V nablyudaemoi Vselennoi dominiruet fizicheskii vakuum; po plotnosti energii on prevoshodit vse `obychnye' formy kosmicheskoi materii vmeste vzyatye. Vakuum sozdaet kosmicheskuyu anti-gravitaciyu, kotoraya upravlyaet dinamikoi kosmologicheskogo rasshireniya v sovremennuyu epohu. Iz-za etogo kosmologicheskoe rasshirenie uskoryaetsya, a 4-mernoe prostranstvo-vremya mira stanovitsya tem vremenem staticheskim.
Skazhem s samogo nachala, chto eto ne teorii ili gipotezy, kotorye eshe predstoit proverit' na opyte, a pryamoe sledstvie nadezhnyh nablyudatel'nyh dannyh. Otkrytie sdelano na osnovanii izucheniya dalekih vspyshek sverhnovyh zvezd. Iz-za ih isklyuchitel'noi yarkosti, sverhnovye mozhno nablyudat' na ochen' bol'shih, po-nastoyashemu kosmologicheskih rasstoyaniyah. Opuskaya drugie detali, skazhem, chto ispol'zovalis' dannye o sverhnovyh opredelennogo tipa (Ia), kotorye prinyato schitat' `standartymi svechami'; ih sobstvennaya svetimost' deistvitel'no lezhit v dovol'no uzkih predelah (eksperty po sverhnovym prodolzhayut mezhdu tem sporit', v kakih imenno). Eto pozvolyaet prosledit', kak vidimaya, registriruemaya yarkost' istochnikov zavisit ot rasstoyaniya do nih. Konechno, na nebol'shih rasstoyaniyah eto klassicheskii zakon obratnyh kvadratov; no na ochen' bol'shom udalenii istochnikov stanovyatsya sushestvennymi kosmologichesie effekty (sootvetstvuyushaya bazovaya formula davno uzhe byla zagotovlena v `Teorii polya' L.D. Landau i E.M. Lifshica [2]), i, znachit, harakter zavisimosti pozvolyaet v principe uznat' nechto novoe o vsei Vselennoi.
Pervaya gruppa nablyudatelei [1], soobshivshaya o svoih rezul'tatah v 1998 g., raspolagala dannymi o vsego neskol'kih sverhnovyh nuzhnogo tipa na nuzhnyh rasstoyaniyah; no uzhe i etogo bylo dostatochno, chtoby zametit' kosmologicheskii effekt v zakone ubyvaniya vidimoi yarkosti s rasstoyaniem; tochnee, luchshe smotret' ne na rasstoyaniya, a na krasnye smesheniya, kak eto obychno i delaetsya v sluchae dalekih istochnikov. Okazalos', chto ubyvanie yarkosti proishodit zametno bystree, v srednem, chem etogo sledovalo by ozhidat' po kosmologicheskoi teorii, kotoraya tri goda nazad schitalas' standartnoi. Takoe dopolnitel'noe potusknenie oznachaet, chto dannomu krasnomu smesheniyu sootvetstvuet nekotoraya effektivnaya dobavka rasstoyaniya. No eto vozmozhno togda (i, kak vse seichas dumayut, tol'ko togda), kogda kosmologicheskoe rasshirenie proishodit s uskoreniem, t.e. kogda skorost' udaleniya ot nas istochnika ne ubyvaet, a vozrastaet so vremenem.
Eto otkrytie izmenyaet, v pervuyu ochered', nashe ponimanie sovremennoi stadii kosmologicheskoi evolyucii, nyneshnego sostoyaniya Vselennoi. Prezhde schitalos', chto vsya istoriya kosmologicheskogo rasshireniya - eto istoriya ego zatuhaniya posle pervonachal'nogo Bol'shogo Vzryva. Seichas okazyvaetsya, chto kak raz v nashu epohu dinamika rasshireniya pereshla so stadii zamedleniya k novoi stadii uskoreniya. Vmeste s tem otkrytie kosmicheskogo vakuuma stavit ryad novyh principial'nyh problem kak v kosmologii, tak i v fundamental'noi fizike. Pochemu plotnost' kosmicheskogo vakuuma imeet imenno to znachenie, kotoroe naideno v nablyudeniyah? Pochemu razlichnye komponenty kosmicheskoi sredy imeyut raznye, no vse zhe blizkie po poryadku velichiny nablyudaemye znacheniya plotnosti? Vmeste s tem eto otkrytie, sdelannoe na bol'shih kosmologicheskih rasstoyaniyah (sotni i tysyachi megaparsek), prolivaet svet na dinamiku nashei blizkoi okrestnosti vo Vselennoi, na dvizheniya galaktik v lokal'nom ob'eme s radiusom do 10-20 Mpk, gde kosmologicheskoe rasshirenie i bylo pervonachal'no obnaruzheno.
Obo vsem etom i poidet rech' nizhe; tekst, podgotovlen special'no dlya astronet.ru. Rannyuyu zhurnal'nuyu versiyu stat'i sm. v Uspehah Fizicheskih Nauk, tom 171, No. 11, str. 1153-1174, 2001.
<< Titul'nyi list | Oglavlenie | 2. Gipoteza Einshteina >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
Kosmologiya - kosmomikrofizika - vakuum - Rasshirenie Vselennoi - kvantovaya gravitaciya - antigravitaciya - lyambda-chlen - Obshaya teoriya otnositel'nosti
Publikacii so slovami: Kosmologiya - kosmomikrofizika - vakuum - Rasshirenie Vselennoi - kvantovaya gravitaciya - antigravitaciya - lyambda-chlen - Obshaya teoriya otnositel'nosti | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
