ТЕМНАЯ ЭНЕРГИЯ КАК ЕСТЕСТВЕННАЯ ГРАВИТИРУЮЩАЯ СИСТЕМА ОТСЧЕТА В ОТО Дягилев С.А.


Номер: 6-1
Год: 2016
Страницы: 10-12
Журнал: Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук

Ключевые слова

темная энергия, система отсчета, гравитация, dark energy, reference system, gravitation

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Аннотация к статье

Вакуум ОТО (классический вакуум) определен как состояние без любого вида классической материи, исключая материю системы отсчета - совокупности бесконечного числа классических тел, заполняющих все пространство вместе со связанными с каждым из них произвольным образом идущими часами - , имеющую конечную плотность энергии (ограниченную снизу ее квантовыми неопределенностями). Полученные вакуумные поправки в уравнения ОТО формально совпадают с вкладом темной энергии, что позволяет рассматривать последнюю как естественную (природную) гравитирующую систему отсчета (вакуум ОТО).

Текст научной статьи

Свойства пространства-времени экспериментально определяются, в том числе, свойствами системы отсчета. Действительно, в общей теории относительности (ОТО) «...необходимо, строго говоря, иметь совокупность бесконечного числа тел, заполняющих все пространство, наподобие некоторой «среды». Такая система тел вместе со связанными с каждым из них произвольным образом идущими часами и является системой отсчета в общей теории относительности.»[1,295]. С целью последующего аналитического обоснования высказанного в начале заметки утверждения выпишем уравнения ОТО: , (1) где тензор Риччи, скалярная кривизна, метрический тензор, гравитационная постоянная, тензор энергии-импульса материи, скорость света. Рассмотрим теперь пустое (без материи) пространство-время. Соответствующие уравнения ОТО с равным нулю тензором энергии-импульса , (2) принимают вид: . (3) Уравнения (3) имеют решение в форме метрики Минковского с квадратичной формой сигнатуры . Для того, чтобы наблюдаемое пространство-время было однородно и изотропно (соответствовало модели Минковского), необходимо потребовать, чтобы таковой была система отсчета т.е совокупность бесконечного числа тел (ниже «среда»). Отсюда, вкупе с лоренц-инвариантностью (отсутствием выделенной системы отсчета), для тензора энергии импульса «среды» приходим к единственному для последней условию: , (4) где верхнее обозначение (classical vacuum) относит соответствующую наблюдаемую к классическому вакууму - такому классическому состоянию материи, в котором отсутствует любой вид классически ведущий себя материи, исключая «среду» (систему отсчета); - плотность энергии «среды», совпадающей в этом случае с плотностью энергии классического вакуума. Здесь следует заметить, что определенный выше классический вакуум (вакуум ОТО), как с формальной (математической) точки зрения, так и физически отличается от вакуума квантовой теории поля. Попытки использования последнего (вместо классического вакуума) в качестве модели темной энергии (см., например, [2]) как известно, к успеху не привели (см. [2;3] и ссылки в них). Продолжая обсуждение системы отсчета в ОТО, отметим, что непренебрежение вклада «среды» (4) в тензор энергии-импульса материи (который в этом случае, разумеется, становится отличным от нуля) автоматически приводит к учету «среды» (системы отсчета) в форме космологического члена и соответствующему гравитационному вкладу (аналогичного вкладу темной энергии см., например, [2]), а именно, вместо (3), учитывая (4), в этом случае имеем: , (5) с (космологической постоянной) определяемой выражением: . (6) Вносимая «средой» в уравнения ОТО поправка (космологический член), вносит поправку и в метрику пространства-времени, меняя метрику Минковского на индуцируемую «средой» метрику де Ситтера. Последняя адекватно описывает модель ускоряющейся Вселенной (см., например, [4]). Следует отметить, что гравитационный вклад «среды» в уравнения ОТО является неустранимым по следующим соображениям. Во-первых, напрашивающееся устремление к нулю плотности энергии «среды» невозможно из-за конечности планковского кванта действия . Последнее обуславливает конечную величину квантовой неопределенности плотности энергии «среды»; с другой стороны, условие классичности требует выполнения неравенства: , так что должно выполняться соотношение: . (7) Таким образом, квантовые причины ограничивают снизу значения плотности энергии «среды» (см. так же [3]). Во-вторых, обойтись вообще без системы отсчета (т.е. считать ее лишь удобным, но не обязательным инструментом исследования) нельзя, поскольку наблюдение пространства-времени возможно только через посредство системы отсчета, создающей координатным описанием арифметизацию пространства-времени [5,9]. Именно арифметизация придает пространству-времени свойство упорядочения событий (слева-справа; выше-ниже; ближе-дальше; раньше-позже). По-видимому, роль такой «среды» - природного арифметизатора пространства-времени - функционально выполняет темная энергия - являющаяся в этом смысле естественной гравитирующей системой отсчета (т.е. вакуумом ОТО).

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.