К ОЦЕНКЕ ВКЛАДА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ПЛОТНОСТЬ ЭНЕРГИИ ВАКУУМА (КОСМОЛОГИЧЕСКУЮ ПОСТОЯННУЮ) Дягилев С.А.


Номер: 4-1
Год: 2015
Страницы: 14-17
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

электромагнитное взаимодействие, плотность энергии вакуума, космологическая постоянная, темная энергия, electromagnetic interaction, energy density of the vacuum, the cosmological constant, dark energy

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Представлен анализ вклада электромагнитных взаимодействий в плотность энергии вакуума (космологическую постоянную), основанный на оценке квантовых ограничений на измеримость плотности энергии электромагнитного поля найденной Менским М.Б. Показано, что возмущение плотности энергии вакуума макроскопическим телами (в том числе звездами, галактиками, скоплениями галактик), вызванное электромагнитным взаимодействием, пренебрежимо мало по сравнению как с планковской величиной, так и ожидаемым из наблюдений значением плотности темной энергии . Последнее дает основание к выводу о том, что, по- видимому, вакуум квантовой теории поля нельзя рассматривать в качестве микроскопической модели темной энергии (т.е как причину ускоренного расширения Вселенной).

Текст научной статьи

В настоящем сообщении анализ вклада электромагнитных взаимодействий в плотность энергии вакуума (космологическую постоянную) основывается на оценке квантовых ограничений на измеримость плотности энергии электромагнитного поля, найденной Менским М.Б. в [1]. Привлекательность оценки [1] состоит в том, что она была получена автором методом ограниченных интегралов по путям (ОИП) без использования какой-либо схемы измерения, и, следовательно, обоснована в более широком диапазоне условий (см. подробнее в [1]), т.е. является на данный момент наиболее общей. Указанным методом Менским М.Б было найдено, что по порядку величины плотность энергии электромагнитного поля обнаружима, или наблюдаема, если ее величина больше минимальной возможной погрешности измерения , диктуемой квантовой природой самого поля (см. формулы (1)- (5) работы [1]): , (1) (здесь и , соответственно, время и объем наблюдения (измерения) плотности энергии поля; постоянная Планка). Соотношение (1) составляет основу для последующего анализа. Весьма существенным обстоятельством, вытекающим из формулы (1), является зависимость минимально возможной погрешности измерения плотности энергии электромагнитного поля от четырехмерного объема пространственно-временной области измерения ( и ее временное и пространственное сечение соответственно), что можно интерпретировать как возмущающее действие измерительного прибора (см. [2,3]). По сути, вид зависимости от , согласно формуле (1), является формальным выражением несовместимости измерения плотности энергии электромагнитного поля с измерением, в том же опыте, ее точных значений пространственно-временных координат (можно так же говорить об их совместимости с точностью определяемой соотношением (1)). Действительно, полагая, например, (либо , либо сразу и ), из (1) для минимально возможной погрешности измерения плотности энергии электромагнитного поля находим: , (, либо , либо сразу и ), (2) что вкупе с (1) приводит к выводу о невозможности обнаружения (необнаружении) измерением значения плотности энергии электромагнитного поля . Если положить и равными планковским масштабам времени и объема соответственно, то для получим планковскую плотность энергии : , (, ) , (3) (здесь скорость света, гравитационная постоянная). Именно ее огромное значение несколько последних десятилетий необоснованно связывалось с вкладом фундаментальных взаимодействий в космологическую постоянную (плотность энергии вакуума, предположительно являющегося причиной ускоренного расширения Вселенной) [4,5,6,7]. Сказанное проиллюстрируем следующими рассуждениями и оценками. В самом деле, наблюдаемые значения космологической постоянной регистрируются по движению звезд (сверхновых), галактик и скоплений галактик (куда в качестве «свечей» входят сверхновые звезды). Указанные объекты в масштабах задачи ускоренного расширения Вселенной выполняют роль пробных тел, по наблюдению за которыми и констатируется само ускоренное расширение Вселенной. Естественно, что сверхновые звезды, галактики, скопления галактик являются макроскопическими объектами и как измерительные приборы не способны возмущать вакуум поля на планковских масштабах. Поэтому «квантовые оценки», соответствующие формуле (3) и приводящие к огромным планковским числам, неадекватно описывают измерение космологической постоянной с помощью таких (как звезды) макроскопических объектов. Прямое применение общей формулы (1) к случаю макроскопических пространственно-временных областей измерения , соответствующих звездам, галактикам, скоплениям галактик приводит к выводу о перенебрежимо малой величине минимально возможной погрешности измерения плотности энергии электромагнитного поля по сравнению как с планковским значением (3), так и ожидаемым из наблюдений значением плотности темной энергии. Действительно, полагая параметры и макроскопическими: , , для соответствующей оценки из (1) можно записать: , (4) (, ) . Последнее усиленное неравенство (4), выражающее пренебрежимость минимально возможной погрешности измерения плотности энергии электромагнитного поля для макроскопических измерений по сравнению с планковской плотностью энергии (3), вытекает из следующих очевидных неравенств: , . (5) Полагая для примера макроскопические параметры и , определяющие пространственно-временную область измерения поля, равными значениям: и , в качестве оценок (4),(5) получаем: , , (6) . (7) Подстановка планковского значения плотности энергии (3) в (7) приводит к количественной оценке для выбранных значений и равной: , (8) ( , ) Здесь плотность темной энергии, полученной из наблюдений [7,8]. Полученное оценочное соотношение (8) показывает, что возмущение вакуума макроскопическим телами (в том числе звездами, галактиками, скоплениями галактик), вызванное электромагнитным взаимодействием, действительно пренебрежимо мало по сравнению с плотностью темной энергии, ожидаемой из наблюдений. Отсюда можно сделать вывод, что, по-видимому, вакуум квантовой теории поля нельзя рассматривать в качестве микроскопической модели темной энергии (т.е как причину ускоренного расширения Вселенной (см. так же более ранние работы [9,10,11])). В заключение статьи выражаю благодарность администрации и участникам портала Physics-online.ru за критические замечания и пожелания, способствовавшие прояснению основных положений настоящего сообщения.

Научные конференции

 

(c) Архив публикаций научного журнала. Полное или частичное копирование материалов сайта возможно только с письменного разрешения администрации, а также с указанием прямой активной ссылки на источник.