2023-12-18-редакція
18 лютого 2023 року.
**Чому космологія, астрофізика та теоретична фізика застрягли на 50 років.
**
"Сучасна стандартна модель" працює лише завдяки двом компонентам: темній матерії та темній енергії. Темна матерія, що має додатну масу, призначена для утримання галактик і груп галактик, пояснення плоскої форми їхніх кривих обертання, що є абсолютно штучним. Насправді, як визначається її розподіл у просторі? Шляхом підгонки, щоб вона відтворювала ці криві обертання. Ми витратили мільйони, у всіх кінцях світу, намагаючись її вловити — в шахтах, тунелях, у космосі. Тисячі статей були опубліковані в найвищих наукових журналах, що є просто спекуляціями щодо її природи. Нічого не вийшло. Ми намагалися вловити найімовірнішого кандидата — нейтраліно — в кілограмі ксенона, потім у десяти, сотні, потім у тонні, кількох тоннах.
Ні більше нейтраліно, ні більше масла на шпажці.
Темній енергії надано додатнє значення енергії та від’ємний тиск, що здається парадоксальним, оскільки тиск (скаляр) є, в першу чергу, об’ємною щільністю енергії. Закон розширення Всесвіту виводиться з розв’язку рівняння Ейнштейна для поля. "Джерело" цієї динаміки знаходиться в правій частині рівняння. Це об’ємна щільність енергії ρc². Тут ми отримуємо два члени. Перший — це той, що відображає дію маси, відповідно до знаменитої формули Ейнштейна E = mc². Другий член — це тиск. Все це однорідно, вимірюється в джоулях на кубічний метр.
Що відображає цей другий член? У період матерії — це об’ємна щільність кінетичної енергії мас, що складають Всесвіт, за рівнянням стану:
У радіаційну еру, крім об’ємної щільності енергії фотонів: hν, помноженої на кількість фотонів на кубічний метр, ми маємо тиск випромінювання, що відповідає наступній формулі, еквівалентній "рівнянню стану газу фотонів":
Відповідно до рівняння Ейнштейна, основи Загальної теорії відносності:
Додатній тиск є синонімом зменшення швидкості розширення
Навпаки, щоб пояснити прискорення розширення Всесвіту, потрібно щось, що пов’язане з від’ємним тиском.
Якщо вважати, що тиск, пов’язаний із темною енергією, є об’ємною щільністю енергії, це призвело б до висновку про існування станів з від’ємною енергією (див. роботи Наташі Деберг).
Але ми їх усунули за допомогою магії, надавши цьому новому компоненту, природа якого невідома, "рівняння стану":
Вибір w = -1 (нічого не обґрунтовує це) дозволяє отримати еквівалентну об’ємну щільність, у кілограмах на кубічний метр, додатну. Це дозволяє доповнити кругову діаграму, що описує склад Всесвіту: спостережуваною масою, неспостережуваною додатньою масою (темна матерія), а потім "еквівалентною масою", що виражає (у кілограмах на кубічний метр) таємничу відштовхувальну силу вакууму, пов’язану з космологічною сталою Лямбда.
У моделі Janus прискорення розширення Всесвіту інтерпретується як сума двох членів:
-
Щільність енергії (від’ємна), пов’язана з масою, за формулою E = m c^2, де E і m є від’ємними.
-
Від’ємний тиск, що вважається щільністю від’ємної енергії, пов’язаною з кінетичною енергією, від’ємною, тих самих частинок.
Тут є фундаментальна різниця між цими двома інтерпретаціями. Оскільки космологічна стала, як її назва вказує, є сталою у часі, вона відповідає таємничій відштовхувальній силі вакууму, пов’язаній з постійною щільністю енергії, незалежною від розширення та зниження щільності, пов’язаного з розширенням. Якщо a — це "масштабний фактор", що відображає "розмір Всесвіту", то будь-яка щільність будь-чого змінюється, за умови, що вона змінюється як 1/a^3.
Висновок: Всесвіт, що прискорюється за рахунок постійного від’ємного тиску, пов’язаного з гіпотетичною "енергією вакууму", розширюється за експоненційним законом з часом.
У моделі Janus у період матерії динаміка розширення приписується переважному внеску від’ємної маси: ця від’ємна маса виконує дві ролі — ту, яку виконує темна матерія, і ту, яку виконує темна енергія. Ця щільність енергії зменшується як 1/(a^3). Майбутнє Всесвіту тоді відрізняється. Без цього двигуна з часом його розширення стає майже лінійним і наближається до асимптоти.
Ці дві точки зору заслуговують на порівняння. Ми склали статтю, дуже структуровану, спочатку надіслану в Physical Review D у листопаді 2022. Негайний відмовлення, без підтвердження рецензування, з однією фразою "не підходить" ("non suitable"). Друга спроба — до Astrophysical Journal. Те саме, 12 лютого 2023 року, з відмовою підтвердити рецензування. Ви прочитаєте зміст цих відповідей перед статтею.
Насправді, журнали систематично відхиляють наші статті від рецензування протягом п’яти років. Було приблизно десять відмов.
Це вказує на фундаментальну несправність системи наукових публікацій. Проте вони залишаються відкритими для спекуляцій. Можна навести два приклади. Для Physical Review D — стаття, де французький космолог Ауреліан Барро (зверніть увагу на неймовірну багатство його сторінки в Вікіпедії) є співавтором:
[У Physical Review D, 2019](article
Barrau)
Що пропонують автори цієї статті? Модель, де темна матерія може бути "реліквою" зі