Уравнение локальной вселенной
Добавлено: 03 май 2013, 23:55
С использованием космологических параметров, недавно рассчитанных группой ученых на основе данных, полученных при помощи космического зонда «Планк» ("Planck 2013 results") [1], мною разработано уравнение локальной вселенной, показывающее взаимосвязь между плотностью темной энергии, плотностью барионной материи, размерами космологического горизонта событий и показателем флуктуации плотности:
Условные обозначения:
– плотность темной энергии: 0,6914 согласно "Planck 2013 results" [1];
– показатель флуктуации плотности на 8h^-1 Mpc: 0,8288 согласно "Planck 2013 results" [1];
– плотность барионной материи: 0,05 согласно "Planck 2013 results" [2];
– площадь сферы, представленной горизонтом событий локальной вселенной и рассчитанной по формуле , в которой – расстояние от центра локальной вселенной до горизонта событий (в настоящее время около 16 млрд. световых лет [3]);
– возраст вселенной: 13,7965 млрд. лет согласно "Planck 2013 results" [1].
Как представляется, это уравнение адекватно описывает состояние локальной вселенной, поскольку расчетное значение плотности темной энергии (0,7004) с небольшим расхождением соответствует параметру, рассчитанному на основе измерений, произведенных при помощи зонда «Планк» (0,6914).
Пояснение:
Для целей настоящего уравнения «локальная вселенная» определяется следующим образом:
1. Локальная вселенная является частью всей Вселенной, при том что вся Вселенная предположительно является бесконечной;
2. Центр локальной вселенной может в принципе находиться в любой неизменной точке наблюдения Вселенной.
3. Масштабы локальной вселенной ограничены космическим горизонтом событий.
Общеизвестно, что целое больше любой из составляющих его частей. В случае бесконечной вселенной можно утверждать, что независимо от того, насколько большой может быть локальная вселенная, остальная часть Вселенной всегда будет больше. Таким образом, на локальную вселенную одновременно со всех сторон воздействует гравитация остальной Вселенной, вызывая ее расширение.
Соответственно, уравнение локальной вселенной описывает взаимосвязь между внешними и внутренними факторами, а именно внешней гравитацией (совокупное гравитационное притяжение со стороны остальной Вселенной), представленной плотностью темной энергии ; внутренней гравитацией, обусловленной массой локальной вселенной (относительный показатель которой представлен плотностью барионной материи ); флуктуацией плотности ; а также размером локальной вселенной, который представлен площадью сферы, ограниченной горизонтом событий (фактор ), и изменяется во времени (фактор ).
Внешняя (по отношению к локальной вселенной) гравитация «растягивает» локальную вселенную (вызывает ее расширение) по всем направлениям. Чем больше барионной материи пропадает за горизонтом событий, тем меньше становится сила внутренней гравитации, и соответственно, тем сложнее становится для локальной вселенной удерживать за счет своей гравитации барионную материю в границах горизонта событий, и это приводит к наблюдаемому явлению "ускоренного расширения". Таким образом, "темная энергия" в сущности представляет собой внешнюю гравитацию.
Как это уравнение описывает эволюцию локальной вселенной? В ранние времена существования Вселенной флуктуации плотности имели значение около нуля, и поэтому плотность "темной энергии" была незначительной и ускоренного расширения не было. В определенный момент, около 9 млрд. лет после Большого Взрыва, флуктуация плотности возросла до уровня, который позволил плотности "темной энергии" превзойти плотность барионной материи, и в результате началось ускоренное расширение, в процессе которого локальная вселенная стала терять барионы, выходящие за пределы ее горизонта событий, с вытекающими из этого последствиями в виде дополнительного уменьшения внутренней гравитации. С течением времени фактор (время) становится все больше, а фактор (размер локальной вселенной) становится все меньше по мере сокращения горизонта событий. Соответственно, в какой-то момент в будущем, примерно через 20 млрд. лет с настоящего времени, соотношение станет меньше единицы, и в результате плотность темной энергии начнет уменьшатся, и это приведет к замедлению ускоренного расширения (локальная вселенная будет расширяться все с меньшим и меньшим ускорением).
Просьба считать все вышеизложенное первым проектом предварительного наброска общей концепции. Любые конструктивные замечания приветствуются.
Примечания:
[1] Planck 2013 results. I. Overview of products and scientific results. Astronomy & Astrophysics manuscript no. Planck Mission 2013. March 22, 2013, page 36, Table 9.
[2] Planck 2013 results. I. Overview of products and scientific results. Astronomy & Astrophysics manuscript no. Planck Mission 2013. March 22, 2013, page 34.
[3] Tamara M. Davis, Charles H. Lineweaver. Misconceptions about the Big Bang, Scientific American (2005), and Expanding Confusion: Common Misconceptions of Cosmological Horizons and the Superluminal Expansion of the Universe, Publications of the Astronomical Society of Australia, 2004, 21, 97-109.
Условные обозначения:
– плотность темной энергии: 0,6914 согласно "Planck 2013 results" [1];
– показатель флуктуации плотности на 8h^-1 Mpc: 0,8288 согласно "Planck 2013 results" [1];
– плотность барионной материи: 0,05 согласно "Planck 2013 results" [2];
– площадь сферы, представленной горизонтом событий локальной вселенной и рассчитанной по формуле , в которой – расстояние от центра локальной вселенной до горизонта событий (в настоящее время около 16 млрд. световых лет [3]);
– возраст вселенной: 13,7965 млрд. лет согласно "Planck 2013 results" [1].
Как представляется, это уравнение адекватно описывает состояние локальной вселенной, поскольку расчетное значение плотности темной энергии (0,7004) с небольшим расхождением соответствует параметру, рассчитанному на основе измерений, произведенных при помощи зонда «Планк» (0,6914).
Пояснение:
Для целей настоящего уравнения «локальная вселенная» определяется следующим образом:
1. Локальная вселенная является частью всей Вселенной, при том что вся Вселенная предположительно является бесконечной;
2. Центр локальной вселенной может в принципе находиться в любой неизменной точке наблюдения Вселенной.
3. Масштабы локальной вселенной ограничены космическим горизонтом событий.
Общеизвестно, что целое больше любой из составляющих его частей. В случае бесконечной вселенной можно утверждать, что независимо от того, насколько большой может быть локальная вселенная, остальная часть Вселенной всегда будет больше. Таким образом, на локальную вселенную одновременно со всех сторон воздействует гравитация остальной Вселенной, вызывая ее расширение.
Соответственно, уравнение локальной вселенной описывает взаимосвязь между внешними и внутренними факторами, а именно внешней гравитацией (совокупное гравитационное притяжение со стороны остальной Вселенной), представленной плотностью темной энергии ; внутренней гравитацией, обусловленной массой локальной вселенной (относительный показатель которой представлен плотностью барионной материи ); флуктуацией плотности ; а также размером локальной вселенной, который представлен площадью сферы, ограниченной горизонтом событий (фактор ), и изменяется во времени (фактор ).
Внешняя (по отношению к локальной вселенной) гравитация «растягивает» локальную вселенную (вызывает ее расширение) по всем направлениям. Чем больше барионной материи пропадает за горизонтом событий, тем меньше становится сила внутренней гравитации, и соответственно, тем сложнее становится для локальной вселенной удерживать за счет своей гравитации барионную материю в границах горизонта событий, и это приводит к наблюдаемому явлению "ускоренного расширения". Таким образом, "темная энергия" в сущности представляет собой внешнюю гравитацию.
Как это уравнение описывает эволюцию локальной вселенной? В ранние времена существования Вселенной флуктуации плотности имели значение около нуля, и поэтому плотность "темной энергии" была незначительной и ускоренного расширения не было. В определенный момент, около 9 млрд. лет после Большого Взрыва, флуктуация плотности возросла до уровня, который позволил плотности "темной энергии" превзойти плотность барионной материи, и в результате началось ускоренное расширение, в процессе которого локальная вселенная стала терять барионы, выходящие за пределы ее горизонта событий, с вытекающими из этого последствиями в виде дополнительного уменьшения внутренней гравитации. С течением времени фактор (время) становится все больше, а фактор (размер локальной вселенной) становится все меньше по мере сокращения горизонта событий. Соответственно, в какой-то момент в будущем, примерно через 20 млрд. лет с настоящего времени, соотношение станет меньше единицы, и в результате плотность темной энергии начнет уменьшатся, и это приведет к замедлению ускоренного расширения (локальная вселенная будет расширяться все с меньшим и меньшим ускорением).
Просьба считать все вышеизложенное первым проектом предварительного наброска общей концепции. Любые конструктивные замечания приветствуются.
Примечания:
[1] Planck 2013 results. I. Overview of products and scientific results. Astronomy & Astrophysics manuscript no. Planck Mission 2013. March 22, 2013, page 36, Table 9.
[2] Planck 2013 results. I. Overview of products and scientific results. Astronomy & Astrophysics manuscript no. Planck Mission 2013. March 22, 2013, page 34.
[3] Tamara M. Davis, Charles H. Lineweaver. Misconceptions about the Big Bang, Scientific American (2005), and Expanding Confusion: Common Misconceptions of Cosmological Horizons and the Superluminal Expansion of the Universe, Publications of the Astronomical Society of Australia, 2004, 21, 97-109.