Проблема космологической постоянной

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Пробле́ма космологи́ческой постоя́нной — закрепившееся в современной астрофизике выражение, означающее грубую ошибку, которую дают предсказания значения космологической постоянной посредством применения двух фундаментальных физических теорий: общей теории относительности (ОТО) и квантовой физики. Предсказанная величина получается больше экспериментально измеренной на 120 порядков — «наихудшее предсказание, когда-либо сделанное научной теорией», по словам Ли Смолина[1].

Космологическая постоянная и физический вакуум[править | править вики-текст]

Физический вакуум, низшее энергетическое состояние квантованного поля, согласно предсказаниям квантовой теории поля, имеет некоторую плотность энергии, которая может быть отлична от нуля (так называемая нулевая энергия). В силу так называемой перенормировки вероятности процессов не зависят от нулевой энергии, так что в рамках КТП нулевая энергия остаётся неизмеримой.

В уравнения ОТО также входит величина, известная как космологическая постоянная или лямбда-член - физическая постоянная, характеризующая свойства вакуума:

, где - плотность энергии вакуума.

Эта величина может быть экспериментально измерена благодаря своему влиянию на метрику (кривизну) пространства в целом.

Экспериментальное значение[править | править вики-текст]

Космологическая постоянная может быть измерена благодаря своему влиянию на процесс разбегания галактик. Эти измерения были проделаны В 1998 году двумя группами астрономов, изучавших сверхновые звёзды (см. тёмная энергия), и было получено очень малое значение для космологической постоянной: м −2. Искажения Вселенной становятся ощутимы лишь при масштабах, сравнимых с размером наблюдаемой части Вселенной, м. За эти измерения Сол Перлмуттер, Брайан П. Шмидт и Адам Рисс получили Нобелевскую премию по физике за 2011 год.

Предсказание[править | править вики-текст]

Даже одно-единственное квантовое поле, например, электрон-позитронное, согласно КТП, создаёт в вакууме "нулевую" плотность энергии порядка , что уже само по себе даёт значение космологической постоянной м −2, завышенное на много порядков. Более аккуратная оценка "нулевой" энергии методами КТП по порядку величины приближается к планковской плотности (масса и энергия связаны уравнением Эйнштейна), что ещё дальше от действительности.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Lee Smolin. Неприятности с физикой: взлет теории струн, упадок науки и что за этим следует = The trouble with physics: the rise of string theory, the fall of a science, and what comes next. — Boston: Houghton Mifflin, 2006. — ISBN 9780618551057.

Литература[править | править вики-текст]