<< 4. Temnaya energiya
| Oglavlenie |
6. Vsemirnoe antityagotenie >>
5. Plotnost' temnoi energii
Temnuyu energiyu otkryli v nablyudeniyah 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' "standartnymi svechami"; ih sobstvennaya svetimost' v maksimume bleska 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 kosmologicheskie effekty, i, znachit, harakter etoi zavisimosti pozvolyaet v principe uznat' nechto novoe o vsei Vselennoi.
Odno ploho so sverhnovymi - etih zvezd ochen' malo. V srednem na obychnuyu galaktiku prihoditsya odna-dve vspyshki sverhnovyh za primerno sto let, da i dlitsya eta vspyshka vsego neskol'ko mesyacev, a to i nedel'. Poetomu statistika kosmologicheskih sverhnovyh ne ochen' poka bogata.
Pervaya gruppa nablyudatelei, soobshivshaya o svoih rezul'tatah v 1998 g., raspolagala dannymi o vsego ob odnom-dvuh desyatkah sverhnovyh nuzhnogo tipa na nuzhnyh rasstoyaniyah; no uzhe i etogo bylo dostatochno, chtoby zametit' kosmologicheskii effekt v zakone ubyvaniya vidimoi yarkosti s rasstoyaniem. Okazalos', chto ubyvanie yarkosti proishodit neskol'ko bystree, v srednem, chem etogo sledovalo by ozhidat' po kosmologicheskoi teorii, kotoraya do togo schitalas' standartnoi. 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 sveta ne ubyvaet, a vozrastaet so vremenem.
Imenno blagodarya etomu effektu uskoreniya i udalos' raspoznat' temnuyu energiyu i dazhe ves'ma tochno izmerit' ee plotnost'. Okazalos', chto plotnost' vakuuma
esli vyrazit' ee v edinicah plotnosti massy g/sm3.
Eta plotnost' zametno bol'she plotnosti drugih vidov kosmicheskogo veshestva i energii. Temnaya energiya sostavlyaet priblizitel'no 70 procentov ot polnoi energii (ili massy) Vselennoi. Vtoroi po velichine vklad v energiyu/massu Vselennoi vnosit temnoe veshestvo, ili temnaya materiya - na nee prihoditsya 25 procentov. Temnuyu materiyu ne nuzhno putat' s temnoi energiei. Eto sovershenno raznye veshi, hotya temnaya materiya nesomnenna temna, i pritom v teh zhe dvuh smyslah (sm. vyshe), chto i temnaya energiya. No opredelenno izvestno, chto temnaya materiya sostoit iz nerelyativistskih chastic, to est' chastic, dvizhushihsya so skorostyami, malymi po sravneniyu so skorost'yu sveta. No chto eto za chasticy neizvestno. Mozhno lish' utverzhdat', chto eto ne te "obychnye" chasticy, iz kotoryh sostoyat okruzhayushie nas predmety, a takzhe planety, zvezdy (i my sami); to est' eto ne protony, ne neitrony i ne elektrony. Fundamental'naya fizika mozhet predlozhit' na rol' chastic temnoi materii tol'ko gipoteticheskie chasticy, kotorye nikogda eshe ne nablyudalis' v laboratorii. Oni dolzhny byt', skoree vsego, massivnymi - v 100-1000 raz massivnee protona. Oni ne dolzhny obladat' elektricheskim zaryadom i voobshe ne uchastvovat' v elektromagnitnom vzaimodeistvii. Oni ne dolzhny takzhe uchastvovat' i v sil'nom yadernom vzaimodeistvii; im razresheno tol'ko slaboe yadernoe vzaimodeistvie (otvetstvennoe, naprimer, za beta-raspad atomnyh yader) i, konechno, gravitacionnoe. Na obychnoe veshestvo iz protonov, neitronov i elektronov prihoditsya 4 procenta polnoi energii/massy Vselennoi, a vklad reliktovogo izlucheniya men'she odnogo procenta.
Summarnaya plotnost' vakuuma i treh drugih komponent kosmicheskoi sredy tochno (ili pochti tochno) ravna tak nazyvaemoi kriticheskoi plotnosti:
(v teh zhe edinicah g/sm3). Takoe sovpadenie polnoi i kriticheskoi plotnostei oznachaet, soglasno teorii Fridmana, chto trehmernoe soputstvuyushee veshestvu prostranstvo rasshiryayusheisya Vselennoi yavlyaetsya ploskim, evklidovym (ili ochen' blizkim k nemu).
Vse eti dannye byli podtverzhdeny pozdnee drugimi astronomicheskimi nablyudeniyami, v chastnosti, nezavisimymi issledovaniyami reliktovogo izlucheniya, vypolnennymi na amerikanskom kosmicheskom apparate WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Eto vazhnoe obstoyatel'stvo. Ono, odnako, ne oznachaet, chto nablyudatel'naya storona dela dostigla polnoi i okonchatel'noi opredelennosti. Issledovaniya prodolzhayutsya, idet prezhde vsego nakoplenie dannyh o sverhnovyh zvezdah. K nachalu 2006 g. chislo etih zvezd na nuzhnyh rasstoyaniyah prevysilo sotnyu. No i etogo vse eshe nedostatochno dlya uverennyh vyvodov, kasayushihsya, naprimer, uravneniya sostoyaniya temnoi energii. Kak schitayut specialisty, dlya zadach takogo roda trebuetsya ne sotnya, a skoree tysyacha sverhnovyh. Vozmozhno, etot rubezh budet dostignut k koncu nyneshnego desyatiletiya. Krome togo, v ryade sushestvennyh utochnenii nuzhdaetsya i teoriya vspyshek sverhnovyh, kotoraya ispol'zuetsya dlya interpretacii nablyudatel'nyh dannyh. Rech' idet, naprimer, o tonkih osobennostyah termoyadernyh reakcii, protekayushih pri vspyshke sverhnovoi; zdes' nuzhny bolee detal'nye svedeniya o fizike etih reakcii i mnogoe budet zaviset' ot dal'neishego prodvizheniya v fundamental'nyh eksperimental'nyh i teoreticheskih yadernyh issledovaniyah.
<< 4. Temnaya energiya | Oglavlenie | 6. Vsemirnoe antityagotenie >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
Kosmologiya - temnaya energiya
Publikacii so slovami: Kosmologiya - temnaya energiya | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
