Готовый перевод String Theory for Dummies / Теория струн для «чайников»: Dark Energy: Pushing the Universe Apart

Тёмная энергия: разрывая вселенную на части

Космологическая постоянная Эйнштейна допускает существование единообразной отталкивающей энергии повсюду во вселенной.

С тех пор, как Хаббл обнаружил расширение вселенной, большинство учёных полагали, что космологическая константа была равна нулю (или, возможно, слегка отрицательна).

Последние исследования показали, что скорость расширения вселенной на самом деле увеличивается, а это означает, что космологическая постоянная имеет положительное значение.

Это гравитационное отталкивание - или тёмная энергия - фактически разрывает вселенную на части.

И это одна из главных особенностей вселенной, которую теория струн, вероятно, может объяснить.

В 1998 г. две группы астрономов сообщили об одних и тех же результатах: изучение отдалённых сверхновых (взрывающихся звёзд) показало, что звёзды выглядели тусклее, чем ожидалось.

Причиной этого могло быть лишь то, что звёзды каким-то образом находились дальше, чем предполагалось, но физики уже приняли во внимание расширение вселенной.

Объяснение, найденное в итоге, было поразительным: скорость расширения вселенной возрастала.

Чтобы объяснить это, физики представили, что должно существовать нечто вроде отталкивающей гравитации, которая работает на больших масштабах (см. рис. 9-4).

На маленьких расстояниях действует обычная гравитация, но при увеличении масштабов, как кажется, вступает во владение сила гравитационного отталкивания тёмной энергии.

(Это не противоречит идее, что вселенная плоская - но делает факт того, что она плоская и продолжает расширяться, очень необычным и неожиданным набором обстоятельств, который требует весьма особых параметров на ранних стадиях состояния нашей вселенной.)

Рисунок 9-4. Гравитационное отталкивание раскидывает галактики, но гравитационное притяжение стягивает их вместе.

Гравитационное отталкивание было предложено инфляционной теорией, но оно выступало в роли быстрого сверхрасширения на ранних стадиях существования вселенной.

Сегодня расширение из-за тёмной энергии может быть остатком гравитационного отталкивания, а может быть совершенно другим явлением.

Поиски тёмной энергии (или положительной космологической постоянной, что приблизительно схоже) образуют множество теоретических затруднений, особенно касательно того, насколько слаба тёмная энергия.

В течение многих лет квантовая теория поля предсказывала громадную космологическую постоянную, но в то же время многие физики предполагали, что некое свойство (такое как суперсимметрия, которая уменьшает значение космологической постоянной) сокращает её до нуля.

Вместо этого, значение константы не равно нулю, но отличается от теоретических предсказаний примерно в 120 раз!

(Более детальное объяснение этого расхождения можно найти в главе 14.)

По сути, результаты с космического аппарата WMAP показывают, что подавляющее большинство материала в нашей теперешней вселенной - около 73 процентов - состоит из тёмной энергии (вспомните из теории относительности, что вещество и энергия есть различные формы одной и той же сущности: E = mc^2, в конце концов).

Данные с WMAP, собранные за пять лет, раскрытые в 2008 г. и показанные на рис. 9-5, позволяют также сравнить текущий состав вселенной с материалом, присутствовавшим в ней 13.7 миллиардов лет назад.

Тёмная энергия была исчезающе маленьким кусочком пирога 13.7 миллиардов лет назад, но сегодня она по размерам затмевает материю и управляет расширением вселенной.

Рисунок 9-5: Данные WMAP позволяют сравнить вселенную сегодня с отдалённым прошлым.

История вселенной - захватывающая тема для изучения, и попытка понять значение этой тёмной энергии - один из ключевых аспектов современной космологии.

Также, как вы увидите в главе 11, это является и одной из главных проблем современных вариаций теории струн.

Сегодня многие приверженцы теории струн уделяют внимание этим космологическим загадкам происхождения вселенной и эволюции, так как они предоставляют всеобщую базу, на которой могут быть исследованы идеи теории струн, потенциально на таких энергетических уровнях, где может проявиться поведение, соответствующее струнам.

В главах 12, 14 и 15 вы узнаете, какие свойства могут искать последователи теории струн и какие последствия это может иметь для вселенной.

Внимание! Этот перевод, возможно, ещё не готов.
Его статус: перевод редактируется

Переведено на Нотабеноиде
http://notabenoid.org/book/38781/145389

Переводчики: ilves_ArtO