Влияние ненулевого значения Л на эволюцию Метагалактики. Часть 1

Метагалактика находится в состоянии эволюции, она расширяется и вопрос о значении космологической постоянной долгое время оставался без внимания, так как общепринятыми стали нестационарные модели. В современных теориях вакууму не обязательно соответствует состояние с нулевой энергией, что видно даже из модели раздувающейся Вселенной, предполагающей отличное от нуля значение космологической постоянной по крайней мере на де-сит-теровской стадии, следовательно, должно проводиться сопоставление экспериментальных данных с предсказаниями теоретических моделей, предполагающих различные значения Л, а сама космологическая постоянная должна быть связана с плотностью энергии вакуума, так как тензор энергии-импульса из-за его Лоренц-ин-вариантности в каждой локальной инерциальной системе отсчета пропорционален метрическому тензору (см. например, [31]):

Таким образом, в значение космологической постоянной должны давать вклад все слагаемые, которые дают вклад в энергию вакуума, а также слагаемые, обусловленные другими (в том числе и не известными в данный момент времени) взаимодействиями:

• значение собственно космологической постоянной (статическая часть, эквивалентная введенной Эйнштейном);

• квантовые флуктуации энергии вакуума;

• дополнительные вклады от гипотетических и еще не известных форм материи (энергии) и взаимодействий.

Однако подробный анализ вклада второго слагаемого дает величину, более чем на 120 порядков большую максимально возможного (исходя из теоретических оценок и значения критической плотности) значения Л [92], а вклад различных скалярных полей типа хиггсовских отрицателен и по модулю на 53 порядка больше максимально возможного значения [20].

При учете космологической постоянной (1.5), (1.6) модифицируются следующим образом:

(1.120) (1.121)

Анализ уравнений Эйнштейна—Фридмана—Леметра в виде (1.120), (1.121) приводит к соотношению

(1.122)

Статический режим в этом случае может быть обеспечен лишь при условии полной компенсации гравитационных сил притяжения и сил анти-тяготения, т.е. отталкивания, связанных с положительным значением космологической постоянной.

Положительное значение космологической постоянной в космологических моделях приводит к ускорению процесса расширения, а отрицательное — к его замедлению, поэтому всегда отрицательное значение космологической постоянной приводит к замкнутой Метагалактике вне зависимости от значения параметра к, а при положительном значении космологической постоянной для любого /г всегда имеется критическое значение космологической

Рис. 1.13. Некоторые примеры поведения масштабного фактора при различных значениях космологической постоянной и параметра кривизны [20]:, а) замкнутая (1), плоская (2) и открытая (3) модели в зависимости от значения космологической постоянной и параметра кривизны: (1) при Л < 0 и к — -1,0,1 или Л = 0 и к = 1 или Ас(к) > Л > 0 и к = 1; (2) при Л = 0 и к = 0 или 0 < Л = Ас(к) и к — 1; (3) при Л = 0 и к — -1 или Л > 0 и к = —1,0 или 0 < Ас(к) < А и к = 1; б) модели с сингулярностями (1) и без (2) при Ас(к) >Л>0ик=1;в) модель Леметра

 

Другие части:

Влияние ненулевого значения Л на эволюцию Метагалактики. Часть 1

Влияние ненулевого значения Л на эволюцию Метагалактики. Часть 2