Вселенная с нулевой энергией
Вселенная с нулевой энергией — физическая гипотеза, предполагающая, что Вселенная обладает нулевым полным количеством энергии за счёт точной компенсации положительной энергии, связанной с материей, согласно формуле Эйнштейна , отрицательной энергией, связанной с гравитацией.[1] Эта гипотеза широко обсуждается в популярной литературе.[2][3][4]
История
Паскуаль Йордан впервые выдвинул гипотезу о возможности возникновения звезды путем квантового перехода в вакууме, за счёт компенсации положительной энергии, связанной с массой звезды отрицательной энергией её гравитационного поля[5][6]. Первая известная публикация на эту тему была в журнале Nature в 1973 году, в которой Эдвард Трайон предположил, что Вселенная возникла в результате крупномасштабной квантовой флуктуации энергии вакуума, приводящей к тому, что её положительная масса-энергия точно уравновешивается её отрицательной гравитационной потенциальной энергией.[3] Затем эту гипотезу развил Илья Пригожин[7]. В последующие десятилетия разработка концепции постоянно сталкивалась с проблемой зависимости вычисленных масс от выбора систем координат. В частности, проблема возникает из-за энергии, связанной с системами координат, вращающимися совместно со всей Вселенной[6].
Первое ограничение было выведено в 1987 году, когда Алан Гут опубликовал доказательство того, что гравитационная энергия отрицательна по отношению к массе-энергии, связанной с материей[8]. Вопрос о механизме, позволяющем генерировать как положительную, так и отрицательную энергию из нулевого исходного решения, не был решён, и Стивеном Хокингом в 1988 году было предложено «специальное» решение с циклическим временем[9][10]. В 1994 году[11] была опубликована работа Натана Розена[12], в которой Розен описал частный случай замкнутой вселенной. В 1995 году Дж. В. Джохри доказал, что полная энергия вселенной Розена равна нулю в любой вселенной, описываемой метрикой Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера, и предложил механизм генерации материи за счет инфляции в молодой вселенной[13]. Решение с нулевой энергией для пространства Минковского, представляющего наблюдаемую вселенную, было предоставлено в 2009 году[6].
Экспериментальные ограничения
Экспериментальные доказательства того, что наблюдаемая вселенная является вселенной с нулевой энергией в настоящее время неубедительны. Гравитационная энергия видимой материи составляет 26-37 % от наблюдаемой общей плотности массы-энергии. [14] Следовательно, чтобы соответствовать концепции вселенной с нулевой энергией наблюдаемой вселенной, помимо гравитации из барионной материи, необходимы другие источники отрицательной энергии. Этим источником часто считается темная материя.[15]
См. также
Примечания
Ссылки
- ↑ Шаблон:Cite webШаблон:Cbignore
- ↑ Шаблон:Cite book
- ↑ 3,0 3,1 Edward P. Tryon, «Is the Universe a Vacuum Fluctuation?» Шаблон:Wayback, Nature, vol. 246, p.396-397, 1973.
- ↑ Berkeley Lab, Smoot Group — http://aether.lbl.gov Шаблон:Wayback - Inflation for Beginners, JOHN GRIBBIN Шаблон:Wayback
- ↑ Beyond Einstein: The Cosmic Quest for the Theory of the Universe — Michio Kaku, Jennifer Trainer Thompson — Oxford University Press, 1997 — p189
- ↑ 6,0 6,1 6,2 Шаблон:Cite journal
- ↑ Пригожин, Илья; Стенгерс, Изабелла Время, хаос, квант. К решению парадокса времени. — Шаблон:М.: Прогресс, 1994. — c. 228—244
- ↑ Alan Guth, in his book The Inflationary Universe, (Шаблон:ISBN) Appendix A.
- ↑ Stephen Hawking, A Brief History of Time, p. 129.
- ↑ Stephen Hawking, «If There’s an Edge to the Universe, There Must Be a God» (interview), in Renee Weber, Dialogues With Scientists and Sages: The Search for Unity, 1986. (Also partially reprinted in «God as the Edge of the Universe», in The Scientist, Vol. 1, No. 7, February 23, 1987, p. 15.)
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal