Материалы портала «Научная Россия»

Каннибализм темной энергии

Каннибализм темной энергии
Британские и итальянские космологи предложили интересную модификацию стандартной модели нашей Вселенной, которая, по их мнению, позволяет снять ряд недавно выявленных расхождений между этой моделью и данными астрономических наблюдений

Британские и итальянские космологи предложили интересную модификацию стандартной модели нашей Вселенной, которая, по их мнению, позволяет снять ряд недавно выявленных расхождений между этой моделью и данными астрономических наблюдений. Она изложена в статье Валентины Салвателли (Valentina Salvatelli) и ее коллег Indications of a Late-Time Interaction in the Dark Sector, которая недавно была опубликована в журнале Physical Review Letters.

В основе стандартной модели лежит утверждение, что Вселенная имеет плоскую (евклидовскую) или почти плоскую геометрию, которую обычно интерпретируют как следствие эпохи инфляционного расширения пространства, имевшей место вскоре после Большого взрыва. Эта модель также утверждает, что плотность энергии Вселенной обеспечивается несколькими компонентами различной природы. Для начала, это «обычное» вещество, из которого состоят космический газ, космическая пыль и макроскопические тела, такие как звезды и планеты. По данным 2013 года, основанным на результатах европейской космической обсерватории «Планк», доля этой компоненты (ее принято называть барионной) в общем энергетическом балансе Вселенной составляет 4,9%. У нее имеется крошечная радиационная добавка в лице космических фотонов и почти безмассовых нейтрино, чья суммарная доля скорее всего не превышает сотой доли процента.

Куда большая часть плотности космической энергии приходятся на стабильные массивные частицы, которые не несут электрических зарядов и участвуют только в двух из четырех фундаментальных взаимодействий — слабом и гравитационном. Доля этой компоненты, так называемой холодной темной материи, равна 26,8%. Оставшиеся 68,3% приходятся на энергию вакуумного поля, за которой закрепилось название темной энергии. Стандартная модель (точнее, ее основная версия) принимает, что темная энергия не меняется во времени и в пространстве и не взаимодействует ни с барионным веществом, ни с темной материей.

Концепция темной энергии восторжествовала с конца 1990-х годов, когда наблюдения за вспышками сверхновых типа Iа позволили установить, что в течение последних шести-семи миллиардов лет Вселенная расширяется с возрастающим ускорением. Такой тип расширения возможен только при наличии энергии с положительной плотностью, «разлитой» по космическому пространству. Это и есть темная энергия, которая выступает как некий аналог антигравитации (с той разницей, что действует только на пространство, но не на вещество). Признание ее физического существования привело к принятию стандартной модели в качестве господствующей парадигмы новейшей космологии. Точности ради надо отметить, что впервые модель этого типа была изложена в работе оксфордского астрофизика Джорджа Ефстафиу (George Efstathiou) и его соавторов, опубликованной в 1990 году в журнале Nature. По их оценке, доля энергии вакуума должна приближаться к 80%, что не слишком отличается от современного значения.

Хотя стандартная модель в целом хорошо описывает эволюцию Вселенной, в последнее время были выявлены несоответствия между ее выводами и наблюдениями астрономов. Чтобы модель работала, в нее надо заложить данные о составе Вселенной. Оказалось, что если в этом качестве взять параметры, вычисленные на базе новейших результатов обсерватории «Планк», модель будет предсказывать слишком низкие темпы формирования крупномасштабных структур Вселенноцй — галактик и галактических скоплений. Расчетная скорость этих процессов на протяжении второй половины жизни Вселенной расходится с результатами ряда астрономических наблюдений. Поскольку эти структуры формируются под влиянием тяготения, в котором основную роль играет темная материя, можно предположить, что именно с ней связаны причины выявленных затруднений стандартной модели. Проще говоря, дело выглядит так, что темная материя постепенно исчезает.

Эту проблему пытаются разрешить разными способами. Так, можно отказаться от предположения о стабильности темной материи и допустить, что она распадается на фотоны и обычные частицы. Другая версия состоит в том, что в состав темной материи входят гипотетические нейтрино особого рода, которые подчиняются силе гравитации, но не участвуют в слабом взаимодействии (поэтому их называют стерильными). Такие нейтрино, в отличие от уже известных, могут иметь не слишком малые массы и потому должны вносить ощутимый вклад в тяготение темной материи. Однако стерильные нейтрино не только нестабильны, но и не могут считаться холодными частицами. Так что в любом случае стандартную модель приходится сильно модифицировать.

Исследователи из Рима и Портсмута предложили иной выход. Они отказались от допущения, согласно которому темная материя и темная энергия не замечают друг друга. В их модели темная материя действительно исчезает, но не за счет рождения других частиц, а за счет превращения в темную энергию. Из-за этого ее доля в энергетическом балансе Вселенной постепенно падает, а доля темной энергии увеличивается. В результате темпы расширения космического пространства растут, а темпы формирования галактик и галактических скоплений снижаются — что и требовалось. Прикидочные вычисления показывают, что эрозия темной материи могла начаться примерно 8 миллиардов лет назад. Новая модель при надлежащем подборе параметров неплохо согласуется с данными наблюдений.

Я попросил прокомментировать эту работу руководителя департамента астрономии Гарвардского университета Абрахама Лёба и сотрудника Института космических исследований РАН и Астрофизического центра Гарварда и Смитсоновского института Алексея Вихлинина. Профессор Лёб считает, что предложенное решение слишком радикально и сначала надо бы разобраться с тем, нельзя ли объяснить расхождения между стандартной моделью и результатами наблюдений с помощью стерильных нейтрино. Доктор Вихлинин рекомендовал подождать новых данных с «Планка», которые, возможно, позволят отказаться от пересмотра стандартной модели. Так что оба проявили здоровый консерватизм — вероятно, сейчас это оптимальная стратегия. В общем, как говорится, будем посмотреть.

В заключение стоит упомянуть, что авторы статьи в Physical Review Letters прогнозируют полное исчезновение темной материи, причем довольно скоро — всего-то через сотню миллиардов лет. При таком раскладе Вселенной суждено расширяться все быстрее и быстрее, безостановочно разрушая гравитационно связанные структуры. Лично меня эта перспектива как-то не радует.

космическая обсерватория «планк» тёмная материя тёмная энергия

Назад

Социальные сети

Комментарии

  • Александр, 27 ноября 2014 г. 21:50:13

    Вселенная имеет сферическую метрику Римана. Это напрямую вытекает из свойств материи.
    Именно предположение о евклидовой геометрии вселенной превратило науку в мракобесие. И привело к созданию такого псевдонаучного направления, как квантовая физика и теория относительности.
    Энергия не бывает ни темной, ни светлой. А вот светлая и темная материя различаются знаком асимметрии гравитационных полей атомов вещества.
    Превратив науку в посмешище, все большие ученые рискуют стать в будущем героями сюжетов сатирических рассказов, как авторы средневековых трактатов о количестве чертей или ангелов на острие иглы.
    https://yadi.sk/i/MCSNYY9wcD7Sz
  • Валерий, 22 июня 2015 г. 14:13:25

    Вселенная состоит из Материи в Её (совершенно разных) состояниях, присущих, - Огненному, Тонкому и Миру плотных форм и сред (то есть, - нашему Миру), а также, всем (порядка 21, - если, не больше), - промежуточным, Её, - состояниям.
    {В Бытии, - могут, быть: а) мир преходящих форм и сред, и невечных, - их, следствий (существ); б) мир полупреходящих форм и сред, и полуневечных (равно как и, - полувечных), их, следствий (существ); в) мир непреходящих форм и сред, и непреходящих (то есть, вечных), их, следствий (существ). Переход в Субстанцию, - субстанций Бытия, осуществляется, - от первого к третьему, через второй. Каждый (из Трёх Миров), - хорош (сам по себе и - в себе), и - ужасен: по отношению к другому, - в сравнении соотношений средств и возможностей (для себя, - по отношению к другим; и для других, - по отношению к себе)}.

    Все Миры (нашей Вселенной), имеют одинаковые Принципы и Всеобщие Законы {Закон Экономии (для материи, идущей по линии наименьшего сопротивления); Закон Притяжения и Отталкивания (сыновний закон, обуславливающий создание, трансмутацию и трансформацию, - абсолютно всех форм материи, - во всех, Её, трёх Мирах и, промежуточных, - между ними: Её, состояний) и Закон Синтеза (закон духа, обеспечивающий наличие эволюционных и инволюционных процессов)}. Однако, все три мира, имеют собственные специфические законы существования всех материальных явлений, - соотнесённых, именно, с состоянием своей одухотворённой Материи (своего мира), и - не имеющих влияния на материальные процессы других миров.
    Гениальные выводы Эйнштейна
    {в своих основных чертах (не затрагивая вопрос, - обусловленности гравитационных взаимодействий масс, - искривлённым Пространством-Временем)},
    достаточно адекватны, - состоянию Материи нашего мира, - Мира плотных форм и сред (включая и константу скорости, присущую, именно, нашему миру). Однако, её (ОТО), - нельзя, употреблять (а, следовательно, и - опровергать), - рисуя реалии, - имеющие отношение к состоянию других миров Материи….
    По мнению ряда учёных, тёмная энергия может быть объяснена взаимодействиями между измерениями. На мой взгляд, это, неверно, - по масштабу проявления. Измерения ограничены энергетическими барьерами, недостаточными, чтобы их нельзя было преодолеть, - при определённых условиях; однако, довольно достаточными, - чтобы удерживать внутри себя несколько иное проявление законов иного Пространства-Времени.
    Отсюда: взаимодействия между измерениями должны подчиняться, только, - общевселенским законам, а не тем, которые обуславливают их бытие внутри собственного пространственного измерения. Поэтому–то (во исполнение Общего закона формирования миров: Закона притяжения и отталкивания), - Тёмная энергия взаимодействует с веществом нашего мира (только), гравитационно. Однако, это взаимодействие, - с характеристикой знака энергии «минус», - что не может объяснить саму «тёмную энергию», разве что, – косвенно.
    Откуда же, все-таки, берётся, эта, темная энергия? Могу только предположить (с большой долей вероятия), что:
    а) эти области (результат основной массы флуктуаций Плазмы), - Резервуары кинетической энергии Фохата;
    б) они не состоят (не могут состоять на этом этапе), только, из проявленной энергии. Должна быть (пусть, крайне тонкая, разреженная) среда: в виде материи, в состоянии (из-за энергетического барьера), присущем времени, - почти сразу, после данной флуктуации, что влечёт за собой наличие плотности кинетической энергии – ек, – с отрицательным знаком; и, отсюда, - отталкивающее взаимодействие «космологической постоянной» (которая, по истечении времени и расходом давления этих областей, - не может быть, - постоянной), - с барионным веществом;
    в) Время, – обязано течь и в этих областях, но, – в крайне замедленном истечении, - консервируя общее состояние области;
    г) мне, представляется, что это, - не одна, взаимно увязанная область Космоса (учитывая, что Тёмная энергия составляет порядка 73% всего общего баланса вещества и излучений Космоса); таких областей должно быть много и (хотя время рождения их колебалось от 10 -35 до 10 -19 сек., из-за, - разного состояния Плазмы, соотвечающей, состояниям дифференциации эволюционирующей Материи), все, они, – резервуары энергии; но энергии, отличающейся несколько, - друг от друга: настолько, - насколько разнятся состояния Плазмы, их породившие;
    д) учитывая, что, всё, - подчинено Закону Гармонии, Целесобразности и Красоты (и, - отражено в Памяти Былого Духа), - процесс формирования, жизнедеятельности и использования этих областей подчинён Общему Плану Эволюционного развития и находится под надлежащим контролем Логоса.
    Если, ускоренное расширение Вселенной
    {не будем вдаваться в объяснение причины, - в любом случае, это, – энергия Фохата (через вакуум, его космологическую постоянную, резервуары «тёмной энергии», или, что-то, - иное)},
    и Общий план Эволюции, заложенный в Памяти Былого Духа, и корректируемый (при нужде), Иерархией (начиная от Истинно Сущего), - было необходимо, - для раскрытия и становления Космоса (если, оно, – расширение, - было), то, - такое же расширение Вселенной (каждый раз, - со всё, меньшей энергией и последствиями) должно быть, и - на этот раз.
    Учитывая, что (согласно наблюдениям последнего десятка лет), - до 40%, - рассмотренных звёздных систем, укладываются во временной отрезок до 5 миллиардов лет (наша система, - тоже), а новое устремление началось, также, 5 миллиардов лет назад; напрашивается, - соответствующий вывод: был сделан, - дополнительный выброс энергии, обеспечивающий получение адекватного Пространства, необходимого, - для (пока ещё), прибывающей новой Материи…
    Вероятно, это (в какой-то мере), привязано и ко времени проявления Единого Центра (который, везде и нигде) нашего Космоса - Воли Господней…

    {Кстати, Елена Петровна Блаватская (писавшая, свою, «Тайную доктрину», с прямым участием Учителей), - в первом томе этой работы, говоря о Солнечной Пралайе (в том числе), и, характеризуя, термин, «Лайя», как, - нулевой: «точка или линия» (вспомните струнные теории), - «спящий центр, имеющий потенциальную, но латентную энергию»; одновременно, упоминала и такие «Лайя», как «области абсолютной отрицательности или единой, истинной, абсолютной Силы: нуменон Седьмого Состояния, того, что, мы (в неведении), называем и признаём, как «Силу»; или же, - нуменон Недифференцированной Космической Субстанции, - корень и основа всех состояний объективности и, также, - субъективности… производимые Фохатом…, когда, он, побуждает материю к деятельности и эволюции»}.

    Общее соотношение, на сегодня: 4%, - вещество и излучения нашего мира, 23%, - (так, называемая) «тёмная материя»

    {мне, представляется, что - это:
    а) Материя, - в промежуточной пралайе (при взгляде снизу);
    б) Материя тонкого мира;
    в) излучение (энергии) этой материи;
    г) видимо, - нейтралино. В рамках теоретической модели, основанной на идее суперсимметрии (особая симметрия, существующая между частицами с целым и полуцелым спином), для каждого бозона (у природы) имеется родич, – фермион, а для каждого фермиона, – бозон. Теория утверждает, что массы суперсимметричных партнёров обычных частиц (должны быть) в 100 – 1000 раз тяжелее протона; их взаимодействие, - сравнимо с воздействием нейтрино. Эти частицы интенсивно рождались и аннигилировали в ранней Вселенной при сверхвысокой температуре, порядка 1015 К, - и часть их, - дожила до наших дней. Коль скоро, - дожить (до нашего времени) могли, лишь, легчайшие из частиц этого типа, их масса, должна лежать у самой нижней границы (упомянутого выше) диапазона, иначе, говоря, - равняться (примерно), сотне протонных масс. Расчёты показали, что, именно такой, должна быть масса нейтралино: суперсимметричного партнёра нейтрино;
    д) и, наконец, - последнее. Наблюдения гравитационного взаимодействия барионного вещества с «тёмной материей», подтвердили существование разогретого барионного газа. Учёные, предположили, что (в некоторый момент после Большого Взрыва), барионы сталкивались между собой, и были зажжены за счёт (этого) «теплового удара», который, - породил так много энергии, что, она (до сих пор), позволяет частицам газа оставаться невидимыми (тем самым), - войдя в состав «тёмной материи».
    Однако, мне, представляется, что причина такого возгорания, – должна быть, иной. Если уж, реликтовое излучение, так, остыло (за 13 с лишним миллиардов лет), то (куда уж) барионному газу…, а ведь, он, - настолько горяч, что невидим, - обычными средствами…. Не исключено (по моим соображениям), что частичное воспламенение барионного газа произошло не позднее 5 миллиардов лет назад: от толчка, связанного с новым ускорением расширения Вселенной, и связано, это, - с проявлениями «тёмной энергии».
    Все эти, упоминаемые (по моим представлениям), составляющие «Тёмной материи», вступают во взаимоотношение с Материей нашего мира на тех же, основаниях, что и, «Тёмная энергия», - гравитационным образом, но, – с принципиальной разницей, - знак взаимодействия, - положительный. Это говорит в пользу того соображения, что барионное вещество и «тёмная материя», - это (в отличие от «Тёмной Энергии»), одна и та же Материя, но, - в разных, её, состояниях: одно принадлежит (в основном), к Миру плотных форм и сред, а другое (в основном), - к веществу и излучению Тонкого мира, или - к промежуточным его с нами состояниям… }

    и 73%, - «Тёмная энергия», - было, значительно выше, - в пользу «Тёмной энергии»: за счёт вещества нашего и промежуточных миров (в основном); и за счёт «тёмной материи» (в меньшем объёме). Что (к середине Махаманвантары), это, соотношение, должно уравняться, а, - позже, снова, падать в пользу «Тёмной энергии», которой (к концу срока) должно быть, - под 100 % . Только, причина (здесь), будет привязана, - не к фактическому росту содержимого областей с «Тёмной энергией», а к резкому сокращению Пространства Космоса, как такового…].

    Представления же Авторов рассматриваемой гипотезы, что: «темная материя действительно исчезает, но, - не за счет рождения других частиц, а за счет превращения в темную энергию. Из-за этого, ее доля в энергетическом балансе Вселенной постепенно падает, а доля темной энергии увеличивается»; а также: «полное исчезновение темной материи, причем довольно скоро — всего-то, - через сотню миллиардов лет»; и что: «При таком раскладе Вселенной суждено расширяться все быстрее и быстрее, - безостановочно разрушая гравитационно связанные структуры».-
    Говорит лишь о том, что у Авторов абсолютное непонимание процессов, - происходящих во Вселенной, которая (по определению), - не может расширяться: «все быстрее и быстрее, безостановочно разрушая гравитационно связанные структуры»; и в которой «полное исчезновение темной материи», - если и произойдёт, то, - не через «сотню миллиардов лет», а только при завершении Великого Цикла, - через 43 триллиона лет Брахмы…
    Ну, что можно сказать … Чем бы, дитя, не тешилось … Валерий

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий