Fizicheskii vakuum i kosmicheskaya anti-gravitaciya<< 6. Chto otkryl Habbl? | Oglavlenie | 8. Vnutrennyaya simmetriya >>
7. Vakuum vblizi nas
Privedem samye svezhie nablyudatel'nye dannye o dvizheniyah galaktik v mestnom ob'eme, kotorymi raspolagaet gruppa I.D. Karachenceva v SAO RAN. Osnovnoi rezul'tat takov: na gorazdo bol'shem nablyudatel'nom materiale, chem tot, kotoryi byl v rasporyazhenii Habbla v 1929 g., i s gorazdo bolee vysokoi stepen'yu tochnosti podtverzhdeno i prodemonstrirovano sushestvovanie regulyarnogo potoka rasshireniya s lineinym zakonom skorosti dlya rasstoyanii ot 2 do 8 Mpk.
Gruppa Karachenceva [34]
predstavila nedavno dva varianta habblovskoi diagrammy
(Ris.3, 4).
Pervyi iz nih (Ris.3)
vklyuchaet v sebya dannye o dvizheniyah 145 galaktik do
rasstoyanii 8 Mpk (po bol'shei chasti eto original'nye rezul'taty nablyudenii).
Skorosti izmereny s tochnost'yu ne huzhe 5 km/sek, tochnost'
rasstoyanii 20 %. Skorosti dany v sisteme otscheta centra mass Mestnoi Gruppy.
Eta gruppa vklyuchaet v sebya nashu Galaktiku i sravnimuyu s nei po masse
gigantskuyu galaktiku Andromeda, nahodyashuyusya ot nas
na rasstoyanii 700 kpk; eti dve galaktiki sostavlyayut osnovnuyu massu gruppy.
V gruppe imeetsya eshe 2-3 desyatka menee massivnyh
galaktik, sredi kotoryh bol'shinstvo sostavlyayut sovsem nebol'shie
galaktiki-karliki. Obshii razmer Mestnoi Gruppy priblizitel'no 1 Mpk.
Podavlyayushee bol'shinstvo drugih galaktik, nahodyashihsya vne Mestnoi gruppy
na rasstoyaniyah do 8 Mpk (a ih tam ne men'she dvuh soten), eto tozhe karliki.
Izmerennaya po dannym o 145 galaktikah
postoyannaya Habbla sostavlyaet 
km/sek/Mpk,
chto prakticheski sovpadaet s `global'nym' znacheniem etoi velichiny, izmerennym
na masshtabah v tysyachi Mpk.
 |
| Ris. 3. Habblovskaya diagramma dlya 145 galaktik Mestnogo ob'ema [34]. Sistema centra mass Mestnoi gruppy. |
 |
| Ris. 4. Habblovskaya diagramma dlya 20 galaktik Mestnogo ob'ema s vysokotochnymi rasstoyaniyami [34]. Sistema centra mass Mestnoi gruppy. |
Dispersiya skorostei 145 galaktik sostavlyaet 74 km/sek; chast' etoi velichiny obuslovlena oshibkami nablyudenii, chast' dvizheniyami galaktik v sostave ih grupp; no ona mozhet takzhe otrazhat' real'nuyu anizotropiyu razbeganiya vsei sovokupnosti galaktik v dannom ob'eme. S tochki zreniya toi problemy, kotoruyu my zdes' obsuzhdaem, pokazatel'no, chto velichina dispersii sravnima s regulyarnoi lineinoi skorost'yu rasshireniya do rasstoyanii okolo 2 Mpk i zametno men'she regulyarnoi skorosti dlya rasstoyanii ot 3 do 8 Mpk. Srednyaya amplituda otklonenii ot lineinoi regulyarnosti, vychislennaya dlya vsego etogo ob'ema, ne prevyshaet 10 %.
Osobenno interesna dlya nashih celei diagramma (Ris.4) dlya 20 galaktik s vysokotochnymi, ne huzhe 7 %, opredeleniyami rasstoyanii [34]. Eto galaktiki-karliki, nahodyashiesya ot nas na rasstoyaniyah ne dal'she 3 Mpk i, za redkim isklyucheniem, ne vhodyashie v gruppy; ih kinematika otrazhaet v naibolee chistom vide dinamicheskuyu obstanovku v nashem blizhaishem okruzhenii. Ne iskazhennye uchastiem vo vnutrigruppovyh dvizheniyah, skorosti etih galaktik obnaruzhivayut porazitel'no malyi razbros vokrug lineinogo zakona - vsego 25 km/sek. Eto pervaya nadezhnaya ocenka haoticheskih dvizhenii galaktik mestnogo ob'ema, kotoraya zavedomo prevyshaet oshibki nablyudenii (okolo 15 km/sek). I kak my vidim, potok etih galaktik eshe spokoinee i holodnee, chem i tak uzhe daleko ne burnyi obshii potok vo vsem ob'eme do 8 Mpk. S tochki zreniya dinamiki, eti galaktiki sluzhat v kachestve ochen' horoshego izmeritel'nogo instrumenta dlya analiza polya skorostei, a znachit i polya tyagoteniya v mestnom ob'eme.
Vysokaya stepen' regulyarnosti dvizhenii etih blizhnih galaktik rezko kontrastiruet s krainei stepen'yu neregulyarnosti, sil'noi neodnorodnost'yu ih prostranstvennogo raspredelenya. Po dannym gruppy Teerikorpi i Paturelya [24,35], osobenno sil'nye neregulyarnosti i neodnorodnosti nablyudayutsya kak raz v predelah 2 - 3 Mpk, a dal'she oni postepenno sglazhivayutsya (v srednem po vozrastayushim ob'emam), ostavayas', odnako, i tam daleko ne slabymi, vplot' do rasstoyanii v 200 Mpk.
Iz vsei etoi nablyudaemoi kartiny naprashivaetsya odin vyvod: kinematika galaktik v mestnom ob'eme imeet malo obshego s ih prostranstvennym raspredeleniem. Kinematika isklyuchitel'no regulyarna, togda kak prostranstvennoe raspredelenie sil'no neodnorodno kak v etom ob'eme, tak dazhe i v bolee obshirnyh ob'emah vokrug nas. Za nablyudaemoi kinematikoi galaktik stoit dinamika, kotoraya, sledovatel'no, s raspredeleniem mass galaktik fakticheski ne svyazana.
No esli ne massy samih galaktik, to chto zhe togda upravlyaet dvizheniem etih tel v mestnom ob'eme? Takova novaya fizicheskaya postanovka voprosa o prirode lokal'nogo habblovskogo potoka.
V duhe noveishih otkrytii v kosmologii mozhno predpolozhit', chto habblovskim potokom upravlyaet kosmologicheskii vakuum. Takoi otvet [36,37] predpolagaet traktovku kosmologicheskogo uskoreniya v duhe kosmologicheskoi postoyannoi, t.e. vakuuma (ob al'ternativnoi interpretacii v duhe gipoteticheskoi kvitessencii upomyanuto vyshe i my eshe skazhem o nei dalee).
Soglasno nablyudeniyam, v okruzhayushem nas ob'eme s rasstoyaniyami do 3-5 Mpk
podavlyayushaya
dolya vsei ne-vakuumnoi materii koncentriruetsya k Mestnoi gruppe. Massa
Mestnoi gruppy eto fakticheski
summarnaya massa barionov nashei Galaktiki i Andromedy plyus prevyshayushaya
poslednyuyu raz v 10 temnaya materiya, kotoraya zapolnyaet protyazhennye massivnye
galo etih dvuh galaktik. Polnaya ne-vakuumnaya massa Mestnoi gruppy
solnechnyh mass
[7,34], i ona
sosredotochena v ob'eme
s razmerom priblizitel'no v 1 Mpk.
Dlya ocenki dinamicheskoi kartiny v masshtabah ot 1 do 8-10 Mpk
sravnim dve velichiny: silu
ottalkivaniya, sozdavaemuyu vakuumom na nekotorom rasstoyanii 
ot centra
mass Mestnoi gruppy, i silu prityazheniya, sozdavaemuyu na tom zhe rasstoyanii
summarnoi massoi Mestnoi gruppy. Sila ottalkivaniya takova:
 |
(19) |
- polnaya effektivnaya massa vakuuma v sfere radiusa ; eta
massa ravna effektivnoi gravitiruyushei plotnosti vakuuma, umnozhennoi na ob'em
etoi sfery. Sila zapisana v raschete na edinicu massy, t.e. eto uskorenie.
Dlya gruboi ocenki sily prityazheniya, sozdavaemoi massoi Mestnoi gruppy,
prenebrezhem nesferichnost'yu
raspredeleniya polnoi massy; v deistvitel'nosti eto, konechno, ne sfera a
skoree gantel', no raznica v ocenke vse ravno nevelika, kak legko
proverit', dlya
teh rasstoyanii, kotorye poluchatsya v otvete. Ne stanem takzhe dobavlyat'
k masse Mestnoi gruppy massy drugih galaktik v ob'eme s radiusom , -
eto tozhe ne sil'no izmenilo by rezul'tat. Togda v
etom pervom i glavnom priblizhenii
 |
(20) |
.
Dve sily (19) i (20) sravnivayutsya po absolyutnoi velichine pri
Mpk, a na
eshe bol'shih rasstoyaniyah dominiruet anti-gravitaciya vakuuma.
Nasha ocenka, konechno, grubovata, no zato ochevidna, nadezhna i ustoichiva po suti. Netrudno sdelat' i bolee rafinirovannyi raschet; mozhno postroit', naprimer, semeistvo poverhnostei odinakovogo uskoreniya v mestnom ob'eme i naiti tu iz nih, na kotoroi radial'naya komponenta uskoreniya obrashaetsya v nul'. Eta poverhnost' v deistvitel'nosti ne sil'no otlichaetsya ot sfery radiusa 2-3 Mpk. A poverhnosti eshe bol'shego razmera i voobshe prakticheski perestayut otlichat'sya ot sfer, tak chto dlya rasstoyanii v 4-5 Mpk i bolee imeet mesto pochti strogo (s tochnost'yu ne huzhe 20-30 %) sfericheski-simmetrichnoe uskorenie. I na etih rasstoyaniyah polnost'yu dominiruet vakuum.
V regulyarnom sfericheski-simmetrichnom pole uskorenii na rasstoyaniyah 3-4 Mpk i bolee estestvenno ozhidat' i regulyarnogo dvizheniya probnyh tel, kakovymi yavlyayutsya malomassivnye galaktiki na Ris.4, da i voobshe vse galaktiki mestnogo ob'ema. No imenno tak real'no i vyglyadit lokal'nyi potok v nablyudeniyah: on deistvitel'no ves'ma regulyaren nachinaya s rasstoyanii vsego v 1.5-2 Mpk, - eto tak i po dannym Sendidzha [31], i na treh pokazannyh zdes' variantah habblovskoi diagrammy. Zdes' net nikakogo paradoksa, raz v dinamike mestnogo ob'ema dominiruet vakuum s ego ideal'no odnorodnoi plotnost'yu. Takim obrazom, snimaetsya protivorechie mezhdu regulyarnoi kinematikoi galaktik mestnogo ob'ema i kraine neregulyarnym raspredeleniem ne-vakuumnyh form energii v etom ob'eme. Nachinaya s rasstoyanii v neskol'ko Mpk, galaktiki habblovskogo potoka dvizhutsya kak probnye chasticy na ideal'no regulyarnom fone vakuuma, kotoryi ih razgonyaet (vernei, podgonyaet).
S otkrytiem vakuuma Vselennaya v celom okazyvaetsya bolee odnorodnoi, chem ob etom mozhno bylo sudit' ranee tol'ko po raspredeleniyu galaktik v nei. Ona odnorodna ne tol'ko v sobstvenno kosmologicheskih masshtabah 100-300 Mpk i bolee. V dinamicheskom smysle ona odnorodna vokrug nas uzhe s rasstoyanii v neskol'ko Mpk. Mozhno skazat', chto kosmologiya nachinaetsya teper' ne s soten Mpk, a s neskol'kih Mpk ot nas. Ona podstupaet pochti vplotnuyu k nam, k Mlechnomu puti. I vse eto iz-za dinamicheskogo dominirovaniya vakuuma kak po Vselennoi v celom, tak i v samyh malyh ee ob'emah vrode mestnogo ob'ema. (Zametim v skobkah, chto v mestah s bol'shei koncentraciei ne-vakuumnoi energii vakuum dominiruet s bol'shih masshtabov, chem v mestnom ob'eme; naprimer, v bogatyh skopleniyah galaktik, takih kak skoplenie v Kome ili Virgo, radius nulevogo uskoreniya mozhet sostavlyat' 10-30 Mpk.)
Kriticheskii punkt etih rassuzhdenii - kinematicheskaya identichnost'
habblovskogo potoka na vsem intervale masshtabov ot neskol'kih Mpk do samyh
bol'shih rasstoyanii v mire galaktik. Etot vopros, kotoryi do sih por
stavil v tupik dumayushih astronomov-nablyudatelei, teper', kazhetsya,
proyasnyaetsya. Deistvitel'no,
raz vo vseh etih masshtabah dominiruet vakuum s ego vsyudu odinakovoi
plotnost'yu, to i
temp rasshireniya, harakterizuemyi postoyannoi Habbla, dolzhen byt' vezde
odinakov, poskol'ku postoyannaya Habbla opredelyaetsya tol'ko plotnost'yu vakuuma.
Soglasno resheniyu (14), kotoroe spravedlivo vsyudu, gde
dominiruet vakuum, a takzhe i uravneniyu (19) na rasstoyaniyah 
Mpk,
postoyannaya Habbla v etih usloviyah
.
V etom i sostoit, kak kak mozhno polagat' [36,37], razgadka toi `tainy', kotoraya sushestvovala so vremen raboty Habbla 1929 g. i o kotoroi sovsem nedavno govoril Sendidzh. My vidim, tol'ko s otkrytiem kosmicheskogo vakuuma stali po-nastoyashemu yasny kosmologicheskoe znachenie i real'nyi fizicheskii smysl otkrytiya, sdelannogo Habblom po nablyudeniyam v mestnom ob'eme Vselennoi. Gluboko vnutri yacheiki odnorodnosti obshego raspredeleniya galaktik Habbl otkryl global'nyi kosmologicheskii fenomen rasshireniya Vselennoi. No po sushestvu on tem samym otkryl eshe i kosmologicheskii vakuum. A ssylka, kotoruyu on daet v svoei rabote na model' de Sittera, isklyuchitel'no tochno popadaet v cel'.
<< 6. Chto otkryl Habbl? | Oglavlenie | 8. Vnutrennyaya simmetriya >>
|
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 >> | |
