Откуда же могло появиться ускорение?
АДЧ: “Ускорение указывает на силу, которая определяет движение тел. Этой силой не может быть притяжение космических тел друг к другу: взаимное тяготение галактик способно лишь тормозить их разбегание. А ускорять это движение может сила противоположного знака — она и называется всемирным антитяготением. Физический источник антитяготения — темная энергия, которая проявляет себя в мире только благодаря своему свойству создавать антитяготение. В остальном она невидима и неуловима: не излучает и не поглощает света, не рассеивает его. По макроскопическим свойствам темная энергия подобна особого рода сплошной среде с положительной плотностью и отрицательным давлением”.
Попробую пояснить, что такое антитяготение. Важно отметить, что оно возникает в стандартной теории тяготения — ОТО — безо всякой мистики. Всем окончившим среднюю школу известна аналогия закона тяготения Ньютона и закона Кулона. И там и там действует закон обратных квадратов. Но если две одинаковые массы по Ньютону притягиваются, то два одинаковых заряда по Кулону отталкиваются. Если же одинаковые заряды быстро движутся параллельно друг другу, если есть два параллельных тока, то провода, по которым бежит ток, притягиваются — это известная с начала XIX века сила Ампера (или сила Лоренца для отдельных зарядов в магнитном поле тока). Помимо “кулоновских” сил ОТО предсказывает и “амперовские”, они же “лоренцевские”, для движущихся масс. Эти гравитационные (или гравимагнитные ) силы проверены на эксперименте. Неудивительно, что параллельно движущиеся массы отталкиваются из-за гравитационной силы Ампера (ведь сила взаимодействия между массами противоположна по знаку силам взаимодействия между зарядами). Вот вам уже и антитяготение!
Гравитация устроена сложнее, чем электромагнетизм. Источником гравитации являются не только массы частиц, а любые виды энергии, любые потоки импульса — то есть любое давление среды. Когда давление очень высокое и положительное, как внутри плотных звезд, оно усиливает тяготение, что и приводит к неизбежному коллапсу — самоусилению гравитации из-за положительного огромного давления. А если давление отрицательное, как внутри растянутой резины, то оно ослабляет тяготение и может даже сменить знак гравитационной силы — это и называют антитяготением.
В простейшем виде учет постоянной плотности энергии вакуума эквивалентен добавлению космологической постоянной лямбда в уравнении Эйнштейна. Поскольку плотность энергии вещества и излучения уменьшается при расширении Вселенной, если есть вакуумная энергия, отличная от нуля, то последняя может начать доминировать в динамике расширения.
АДЧ: “В 1998 — 1999 гг. выяснилось, что динамикой наблюдаемой Вселенной управляет не тяготение, а совсем иная сила — космическое отталкивание, или антитяготение. Антитяготение действует на разбегающиеся галактики и стремится еще более отдалить их друг от друга; из-за этого расширение Вселенной происходит с ускорением”. Он же справедливо отмечает (если истолкование наблюдений с помощью темной энергии правильно): “Для того чтобы представить себе силу антитяготения, которую способна создать антигравитирующая среда с такой плотностью, вообразим, что два нейтральных атома водорода помещены в пространство, в котором нет ничего кроме темной энергии. На эти атомы действуют две силы: ньютоновская сила их взаимного притяжения и эйнштейновская сила отталкивания. Оказывается, что антитяготение сильнее тяготения, если расстояние между атомами больше полуметра”.
Проблема состоит в трудности получения такого вакуума: в окружающем нас космосе в каждом кубическом метре миллионы атомов, и их масса вызывает обычное притяжение, маскирующее эффект темной энергии.
8. Альтернативы темной энергии
Я попытался показать, как сверхновые “работают” на фундаментальную физику. Они как будто доказали, что свойства вакуума нетривиальны и что Вселенная должна быть на три четверти заполнена темной энергией. Насколько надежен вывод о наличии во Вселенной темной энергии?
Необходимо заметить, что во всех работах по сверхновым с большим z использовались соотношения типа Псковского — Филлипса (максимальная светимость — темп падения блеска), полученные из анализа близких объектов. Но даже для близких SN Ia отклонения отдельных объектов от зависимости Псковского — Филлипса не могут быть объяснены только ошибками наблюдений.
Читать дальше
