A kozmológiai állandó problémája

A kozmológiai állandó problémája a modern asztrofizikában rögzült kifejezés, amely azt az ellentmondást jelenti, amely a kozmológiai állandó értékének két alapvető fizikai elmélet, az általános relativitáselmélet (GRT), valamint a kozmológiai állandó értékének előrejelzése között van. kvantumfizika és értékének kísérleti mérései.

A becsült érték 120 nagyságrenddel nagyobb, mint a kísérletileg mért érték, Lee Smolin szerint „a tudományos elmélet valaha volt legrosszabb jóslata” [1] .

Kozmológiai állandó és fizikai vákuum

A kvantumtérelmélet szerint a fizikai vákuum , a kvantált mező legalacsonyabb energiájú állapota bizonyos energiasűrűséggel rendelkezik, amely nullától eltérő lehet (ez a nulla energia). Az úgynevezett renormalizáció miatt a folyamat valószínűségei nem függnek a nulla energiától, így a QFT keretében a nulla energia mérhetetlen marad.

A GR egyenletek tartalmaznak egy olyan mennyiséget is, amelyet kozmológiai állandónak vagy lambda-tagnak neveznek, egy fizikai állandót, amely a vákuum tulajdonságait jellemzi:

${\displaystyle \Lambda =8\pi G{\frac {w}{c^{4))))$ , ahol a vákuum energiasűrűsége. $w$

Ez az érték kísérletileg mérhető a tér egészének metrikájára (görbületére) gyakorolt hatása miatt.

Kísérleti érték

A kozmológiai állandó a galaxisok recessziójára gyakorolt hatásával mérhető. Ezeket a méréseket 1998-ban végezte a csillagászok két csoportja, akik szupernóvákat tanulmányoztak (lásd a sötét energiát ), és a kozmológiai állandó nagyon kis értéket kaptak: m −2 . Az Univerzum torzulásai csak az Univerzum megfigyelhető részének méretéhez mérhető léptékben válnak érzékelhetővé, m. Ezekért a mérésekért Saul Perlmutter , Brian P. Schmidt és Adam Riess 2011 -ben fizikai Nobel-díjat kapott . $\lambda$ $\Lambda \sim 10^{{-53}}$ $\Lambda ^{{-1/2}}=3\cdot 10^{{26}}$

Előrejelzés

Még egyetlen kvantumtér is, például egy elektron-pozitron mező, a QFT szerint , vákuumban "nulla" nagyságrendű energiasűrűséget hoz létre , ami önmagában adja az m -2 kozmológiai állandó értékét , ami túlbecsült. sok nagyságrenddel. A "nulla" energia QFT módszerekkel történő pontosabb becslése nagyságrendileg megközelíti a Planck-sűrűséget (a tömeget és az energiát az Einstein-egyenlet kapcsolja össze), ami még távolabb van a valóságtól. $w\sim m_{e}\left(m_{e}{\frac {c}{\hbar }}\right)^{3}c^{2}$ $\Lambda \sim 3\cdot 10^{{-17}}$

Jegyzetek

↑ Lee Smolin. A baj a fizikával: a húrelmélet felemelkedése, egy tudomány bukása, és ami ezután következik . - Boston: Houghton Mifflin, 2006. - ISBN 9780618551057 .

Linkek

Kozmológiai állandó . Letöltve: 2012. augusztus 10. Az eredetiből archiválva : 2012. augusztus 10.. (határozatlan)
S. Weinberg. "A kozmológiai állandó problémája" (Maurice Loeb Fizikai előadások a Harvard Egyetemen) // Advances in Physical Sciences . - Orosz Tudományos Akadémia , 1989. - T. 158. , no. 8 . - S. 639-678 . - doi : 10.3367/UFNr.0158.198908d.0639 . Az eredetiből archiválva: 2012. augusztus 10. (Orosz)
O'Dowd, Matt A kozmológia válsága . PBS Spacetime (2019. január 24.). (határozatlan)