Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Почему плотность темной энергии остаётся постоянной в расширяющейся Вселенной?

КосмосВселенная+1
Василий Фёдоров
  ·   · 2,4 K
Лучший
младший научный сотрудник ФТИ им. Иоффе  · 5 авг 2020  ·
astropolytech

Вот прям "почему" вам вряд ли кто-то скажет. Глобальные вопросы в духе "Почему вселенная устроена именно так" это что-то из области философии. Физика строит модели описывающие наблюдаемые явления и смотрит что из них следует.

Во-первых нужно заметить, что совершенно необязательно воспринимать лямбда-член в уравнении Эйнштейна именно как энергию чего-то

изображение.png

Если его не переносить в правую часть, где энергия вещества, а оставить слева, то можно считать его связанным именно с геометрией. Ну вот так Вселенная устроена, что геометрическая часть уравнения выглядит так.

Если же все-таки перенести его в правую часть, то он будет действительно соответствовать некому веществу с очень странным уравнением состояния где давление равно минус плотности энергии p = -e

Можно считать эту энергию фундаментальным свойством самого вакуума, так, наверно понять проще всего. Каждому объему пустого пространства соответствует какая-то постоянная энергия. При этом логично, что если становится больше пространства, то и его энергии становится больше. Но с вакуумом есть небольшая проблема, что экспериментальное значение лямбда члена отличается от теоретической энергии вакуума на 120 порядков.

Тогда можно предложить другое объяснение, по наблюдаемым эффектам совпадающее с энергией вакуума. Считать что темная энергия - это некое особое вещество с этим странным уравнением состояния. И теперь, если вспомнить школьную термодинамику, связь энергии, давления и работы, можно написать, что давление - это минус производная энергии по объему. p = -dE/dV. И объединив это с уравнением состояния p =-E/V, легко получить, что плотность энергии остается постоянной. В таком объяснении можно сказать, что энергия растет из-за положительной работы при расширении, потому что давление отрицательное в отличие от привычных нам веществ.

Но это тоже еще не все, хотя лямбда-CDM модель и принята как стандартная, ученые допускают, что на самом деле плотность темной энергии может меняться. И тогда в уравнении эйнштейна уже не лямбда-член, а полноценный тензор энергии-импульса некого вещества.

Если в уравнении состояния этого вещества ввести константу w, которая в случае лямбда члена равна -1 p = w*e, то окажется, что при w > -1 плотность падает, при w < -1 даже растет! Отличие этих моделей будет проявляться в деталях расширения Вселенной. На данный момент можно сказать что плотность постоянная с большой точностью, но абсолютно это установить вряд ли удастся.

астрофизическое образованиеПерейти на vk.com/astropolytech
Огромное спасибо! А правильно я понимаю, что лямбда-член связывают с темной энергией, а не с геометрией Вселенной... Читать дальше
Вид, род деятельности   · 28 нояб 2020

Это ещё что, интересней то, что сама длина волны и скорость света меняется с развитием и расширением вселенной, так как время для прохождения одного отрезка тогда и сейчас одно и то же.

Работал СНС в прикладной науке. Сейчас пенсионер...  · 27 нояб 2020
Инфлятон, гипотетическая энергия ответственная за быстрое инфляционное расширение Вселенной (БИР) и загадочная Тёмная энергия, ответственная за, современное медленное инфляционное расширение (МИР) Вселенной ничто иное как... Читать далее
Работал СНС в прикладной науке. Сейчас пенсионер...  · 6 мар 2021
Тёмная энергия ничто иное как ускоренное расширенме пространства нашей Вселенной, а пространство, в наше время, расширяется во асей Вселенной, за счёт крохотного увеличения объёма дискретных элеиентов из которых оно и состоит... Читать далее
Работал СНС в прикладной науке. Сейчас пенсионер...  · 6 дек 2020
Всё чаще мы слышим, что не галактики разлетаются друг от друга, а пространство расширяется между галактиками. Единственным разумным объяснением ускоренного расширения вселенной(УРВ), являющимся самым выдающимся открытием за... Читать далее