Олег Фейгин - Взрыв мироздания

Почему вакуум создает не тяготение, а антитяготение? Все дело в том, что физический вакуум обладает не только определенной плотностью, но также и давлением. Уравнение состояния вакуума таково, что если его плотность положительна, то давление отрицательно. Причем по абсолютной величине плотность и давление равны. Согласно общей теории относительности, тяготение создается не только плотностью среды, но и ее давлением. Так что эффективная плотность, создающая тяготение, складывается как бы из двух слагаемых. Отсюда и антитяготение вакуума: отрицательная эффективная плотность создает эффект антигравитации. Если поместить в вакуум две частицы, то он заставит их двигаться прочь друг от друга. В отличие от всемирного тяготения, всемирное антитяготение стремится не сблизить тела, а, напротив, удалить их друг от друга.

Далее нужно понять, какие еще силы, кроме антитяготения вакуума, действуют на ближние галактики. Особенно интересны для нас самые близкие расстояния – те, где располагаются две гигантские галактики – наш Млечный Путь и галактика Андромеды. Они образуют связанную пару и движутся навстречу друг другу. Вместе с сотней карликов эти две галактики образуют Местную группу, причем вклад карликов в ее полную массу пренебрежимо мал по сравнению с массой двух гигантов. Вокруг Местной группы наблюдаются десятки галактик-карликов, движущихся в разные стороны от центра. Эти мелкие галактики практически не взаимодействуют между собой; к тому же их полная масса пренебрежимо мала по сравнению с массой Местной группы, так что карлики локального потока вполне можно рассматривать как пробные тела, которые движутся в поле тяготения Местной группы и поле антитяготения темной энергии.

Так как по наблюдательным данным о сверхновых плотность вакуума превышает суммарную плотность всех остальных видов космической энергии, в наблюдаемой Вселенной антитяготение сильнее тяготения, и космологическое расширение обязано происходить с ускорением. Раз наблюдаемое расширение Вселенной происходит с ускорением, оно будет продолжаться неограниченно долго – ничто уже не способно этому помешать. При этом средняя плотность не-вакуумной компоненты – вещества и излучения – будет при расширении только убывать. Но это означает, что создаваемое ими тяготение никогда не уже не возобладает во Вселенной. Доминирование вакуума будет только усиливаться, а разбегание галактик происходить все быстрее и быстрее.

Обратимся от будущего Вселенной к ее прошлому. Если смотреть назад по времени, мы увидим, что плотность вещества в прошлом была больше, чем сейчас. В раннюю эпоху расширения она превосходила плотность вакуума. Был и такой момент в истории Вселенной, когда плотность вещества равнялась эффективной плотности вакуума. В этот миг тяготение вещества точно компенсировалось антитяготением вакуума: это был момент нулевого ускорения в динамической истории мира.

Так что же происходит с пространством – временем мира, когда в нем доминирует вакуум? Если пренебречь влиянием всего не-вакуумного вещества, то только вакуум и будет определять свойства пространства – времени. Поскольку плотность и давление вакуума не меняются со временем, то с вакуумом вообще ничего не происходит, он всюду и всегда один и тот же. Но раз неизменный вакуум и только он определяет свойства пространства – времени, то и само пространство – время всюду и всегда должно быть тогда одним и тем же. Это означает, что мир, в котором безраздельно господствует вакуум, должен быть неизменным во времени, статичным. В полном соответствии с этим рассуждением космологическая теория Фридмана (а в ней с самого начала учитывалась возможность существования вакуума, представляемого космологической константой) описывает мир вакуума как мир статичный и неизменный. Но каким образом происходит это превращение мира подвижного и расширяющегося в мир неподвижный? Как из мира исчезает эволюция? Ведь разбегание галактик в нем продолжается…

Да, галактики удаляются друг от друга в мире вакуума, причем с возрастающими скоростями. Из теории Фридмана вытекает, что их скорости возрастают в этом случае по экспоненциальному закону. Но чем быстрее разбегаются галактики, тем меньше плотность их общего распределения, и, значит, тем слабее их влияние – через их собственное тяготение на свойства пространства – времени. А влияние вакуума – через его антитяготение – становится тем временем все более сильным. В итоге галактики, да и вообще все не-вакуумное вещество, оказываются в мире, свойства которого как целого определяются не ими, а вакуумом. Так эволюция мира в целом затухает, его пространственно-временной каркас застывает и остается таким навсегда.