Ранние стадии эволюции Метагалактики. Часть 1

Все космологические модели, основанные на предположении о расширении Метагалактики, сталкиваются с одной очень важной проблемой — существованием начальной сингулярности, из которой Метагалактика развивается до настоящего времени и далее, так как в прошлом размер Метагалактики всегда меньше, чем в настоящем, а плотность, соответственно, больше (естественно, при сохранении полной энергии). Таким образом, эволюцию Метагалактики можно рассматривать аналогично построению теории объединения электрослабого, сильного и гравитационного взаимодействий при очень больших энергиях. Убежденность в наличии объединенного взаимодействия при больших энергиях основана на поведении констант связи известных квантовых теорий (электрослабой модели и квантовой хромодинамики) в зависимости от переданного импульса. Электрослабая модель (см., например, [141]) является объединением электромагнитного (описываемого абелевой группой преобразований U(I) и константой связи ает = e2/(hc), калибровочным бозоном (квантом электромагнитного по ля) является фотон 7) взаимодействия и слабого взаимодействия (для которого нет отдельной модели, а есть только феноменологическое описание), ее калибровочной группой является прямое произведение неабелевой группы преобразований SU(2) с константой связи д\

и абелевой группы преобразований U(I) с константой связи <?2> калибровочными бозонами являются поля Wr и Вг, а наблюдаемые фотоны, Z0-бозоны и -бозоны выражаются через них как

(1.20)

(1.21) (1.22)

где Qw — угол Вайнберга (тоже угол смешивания), tg0w = 9]/gi-Квантовая хромодинамика (см., например, [32, 47]) описывается неабелевой группой преобразований SUC(3), где индекс с означает «цвет» взаимодействующих кварков, и константой связи as, калибровочными полями являются глюоны, как уже было отмечено выше. Для абелевых калибровочных групп, таких, как U(\), константа связи растет с ростом переданного импульса, для неабелевых калибровочных групп константа связи уменьшается с ростом переданного импульса и скорость ее уменьшения больше для более широких групп [50], т.е. константа as группы SUC(3) уменьшается быстрее, чем константа группы SU(2). Следовательно, при больших переданных импульсах (~ 1015 ГэВ) константы должны пересекаться и при энергиях больших этой величины эти взаимодействия должны описываться одной теорией Большого Объединения (Great Unification Theory — GUT) с калибровочной группой, содержащей SUC(3) х SU(2) х U(I) в качестве подгруппы, калибровочные бозоны которой (X- и У-бозоны ) должны переводить кварки в лептоны и наоборот, то есть отвечать за процессы с не сохранением барионного и лептонного зарядов, например, распад свободного протона. Таким образом, естественно предположить, что при еще больших энергиях, сравнимых с план-ковской массой, когда начинают сказываться квантовые эффекты в гравитации, (~ MPI ~ 1019 ГэВ) все взаимодействия будут описываться теорией Великого Объединения, включающей и гравитацию. К сожалению, в настоящий момент времени обе эти теории еще не разработаны, поэтому эволюция Метагалактики на начальных этапах описывается весьма приблизительно.

 

Другие части:

Ранние стадии эволюции Метагалактики. Часть 1

Ранние стадии эволюции Метагалактики. Часть 2

Ранние стадии эволюции Метагалактики. Часть 3

Ранние стадии эволюции Метагалактики. Часть 4