Космологическая постоянная

Космологическая постоянная

Космологи́ческая постоя́нная — физическая постоянная, характеризующая свойства вакуума, которая вводится в общей теории относительности. С учётом космологической постоянной уравнения Эйнштейна имеют вид

R_{ab} - {R \over 2} g_{ab} + \Lambda g_{ab} = {8 \pi G \over c^4} T_{ab}

где \Lambda — космологическая постоянная, g_{ab} — метрический тензор, R_{ab} — тензор Риччи, R — скалярная кривизна, T_{ab} — тензор энергии-импульса, c — скорость света, G — гравитационная постоянная Ньютона.

Космологическая постоянная была введена Эйнштейном для того, чтобы уравнения допускали пространственно однородное статическое решение. После построения теории эволюционирующей космологической модели Фридмана и получения подтверждающих её наблюдений, отсутствие такого решения у исходных уравнений Эйнштейна не рассматривается как недостаток теории.

До 1997 года достоверных указаний на отличие космологической постоянной от нуля не было, поэтому она рассматривалась в общей теории относительности как необязательная величина, наличие которой зависит от эстетических предпочтений автора. В любом случае её величина (меньше чем 10^{-29} г/см3) позволяет пренебрегать эффектами, связанными с её наличием, вплоть до масштабов скоплений галактик, то есть практически в любой рассматриваемой области, кроме космологии. В космологии, однако, наличие космологической постоянной может существенно изменять некоторые этапы эволюции наиболее распространённых космологических моделей. В частности, космологические модели с космологической постоянной предлагалось использовать для объяснения некоторых свойств распределения квазаров.

В 1998 году двумя группами астрономов, изучавших сверхновые звёзды, практически одновременно было объявлено об открытии ускорения расширения Вселенной (см. тёмная энергия), которое предполагает в простейшем случае объяснения ненулевую космологическую постоянную. К настоящему времени эта теория хорошо подтверждена наблюдениями, в частности, со спутника WMAP. Величина Λ соответствует плотности энергии вакуума 5{,}98\cdot10^{-10} Дж/м3.

Член \Lambda g_{ab} можно включить в тензор энергии-импульса и рассматривать как тензор энергии-импульса вакуума. Этот член инвариантен по отношению к преобразованиям локальной группы Лоренца, что соответствует принципу лоренц-инвариантности вакуума в квантовой теории поля. С другой стороны, \Lambda g_{ab} можно рассматривать как тензор энергии-импульса некоего статического космологического скалярного поля. Сейчас активно развиваются оба подхода.

По мнению многих физиков, занимающихся квантовой гравитацией, малая величина космологической постоянной трудно согласуется с предсказаниями квантовой физики и поэтому составляет отдельную проблему, именуемую «проблемой космологической постоянной». Всё дело в том, что у физиков нет теории, способной однозначно ответить на вопрос: почему космологическая постоянная так мала или вообще равна 0. Если рассматривать эту величину как тензор энергии-импульса вакуума, то она может интерпретироваться как суммарная энергия, которая находится в пустом пространстве. Естественным разумным значением такой величины считается её планковское значение, даваемое и различными расчётами энергии квантовых флуктуаций. Оно, однако, отличается от экспериментального на 120 порядков, это худшее теоретическое предсказание в истории физики[1].

Примечания

  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

Ссылки


Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем решить контрольную работу

Полезное


Смотреть что такое "Космологическая постоянная" в других словарях:

  • КОСМОЛОГИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ — постоянная Л в ур ниях гравитационного взаимодействия ( тяготения )А. Эйнштейна (A. Einstein, 1915): где и соответственно метрич. тензор и тензор кривизны пространства времени Риччи, тензор энергии импульса материи, G постоянная тяготения Ньютона …   Физическая энциклопедия

  • космологическая постоянная — kosminė konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. cosmic constant; cosmical constant; cosmological constant vok. kosmische Konstante, f; kosmologische Konstante, f rus. космическая постоянная, f; космологическая постоянная, f pranc.… …   Fizikos terminų žodynas

  • Космологическая постоянная —         постоянная Λ, которую А. Эйнштейн в 1917 ввёл в свои уравнения тяготения (1916), чтобы они могли иметь решения, описывающие стационарную Вселенную, и удовлетворяли требованию относительности инерции (см. Относительности теория).… …   Большая советская энциклопедия

  • КОСМОЛОГИЧЕСКАЯ ПОСТОЯННАЯ — физическая постоянная, характеризующая свойства вакуума, к рая иногда вводится в общей теории относительности. С учетом К. п. уравнения Эйнштейна имеют вид где L К. п., gij метрический тензор, Rij тензор Риччи, R кривизна пространства, Tij тензор …   Математическая энциклопедия

  • Космологическая константа — Космологическая постоянная  физическая постоянная, характеризующая свойства вакуума, которая вводится в общей теории относительности. С учетом космологической постоянной уравнения Эйнштейна имеют вид где Λ  космологическая постоянная, gab … …   Википедия

  • космическая постоянная — kosminė konstanta statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. cosmic constant; cosmical constant; cosmological constant vok. kosmische Konstante, f; kosmologische Konstante, f rus. космическая постоянная, f; космологическая постоянная, f pranc.… …   Fizikos terminų žodynas

  • Космическая постоянная —         то же, что Космологическая постоянная …   Большая советская энциклопедия

  • СИНГУЛЯРНОСТЬ КОСМОЛОГИЧЕСКАЯ — (от лат. singularis отдельный …   Физическая энциклопедия

  • МОНД — Альтернативными теориями гравитации принято называть теории гравитации, существующие как альтернативы общей теории относительности или существенно (количественно или принципиально) модифицирующие ее. К альтернативным теориям гравитации часто… …   Википедия

  • Альтернативные теории гравитации — Альтернативными теориями гравитации принято называть теории гравитации, существующие как альтернативы общей теории относительности (ОТО) или существенно (количественно или принципиально) модифицирующие ее. К альтернативным теориям гравитации… …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
… Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»