Количественные и концептуальные проблемы, с которыми сталкивается СКМ при описании динамики Вселенной, не может оставить равнодушным ни одного физика (согласно А. Эйнштейну, "высшим долгом физиков является поиск тех общих, элементарных законов, из которых путём чистой дедукции можно получить картину Мира"). Одной из наиболее важных проблем в космологии, да и вообще в физике, является отличие наблюдаемой плотности космологической постоянной от теоретически ожидаемой на $120$ порядков. В физике частиц космологическая постоянная естественно возникает как плотность энергии вакуума, которая может быть оценена как сумма нулевых колебаний квантовых полей с массой $m$. В этом подразделе, если это не оговорено отдельно, мы используем систему единиц, в которой $c=\hbar=1.$

Этот обзор является продолжением

• О принципах в физике
• Голографическая принцип - первая встреча
• Термодинамика чёрных дыр
• Голографическая динамика - шагами Э. Верлинде
• Вселенная как голограмма

Открытие Хабблом космологического расширения совместно с математическими предсказаниями Фридмана (и других) в рамках ОТО вызвали многочисленные предсказания о конечной судьбе Вселенной. В частности, было показано, что если материю, заполняющую Вселенную, рассматривать как жидкость без давления, (такое возможно применительно к галактикам) то: (1) если Вселенная имеет Эвклидову или плоскую пространственную геометрию она расширяется всегда; (2) если геометрия Вселенной эквивалентна 3-сфере, то в конце концов наступает реколлапс. Целый ряд выполненных в последнее время наблюдений (SNe, CMB, WMAP и другие) показали, что расширение происходит ускоренно и, следовательно, такая простая картина не достаточна. Вселенная дополнительно содержит дополнительную компоненту – темную энергию с отрицательным давлением.

В статье обсуждается динамика минимально связанных скалярных полей в расширяющейся Вселенной с ударением на так называемую фантомную космологию. Эволюция Вселенной, управляемая фантомным полем, сравнивается с эволюцией, обязанной квинтэссенции.

Как и все люди, многие ученые неравнодушны к сенсациям, но предпочитают сенсации научные. Только не часто случается, чтобы новое сенсационное открытие задело буквально всю физику. Так было в начале ХХ века. В университетах лекторы с каким-то оттенком зависти до сих пор рассказывают студентам о том фантастическом времени, когда разом появились такие гиганты, как Альберт Эйнштейн, Нильс Бор, Поль Дирак и другие блестящие ученые, перевернувшие всю классическую физику. Понадобилось несколько поколений, чтобы новые физические идеи органично впитались наукой, а затем стали плодоносить (иногда, увы, грибами термоядерных взрывов). Революционные научные и технические достижения второй половины ХХ века основывались главным образом на гигантском прогрессе в физике твердого тела, прежде всего полупроводников. Но на новом стыке веков в науке стали разворачиваться события, масштаб которых вполне сопоставим с тем, что был в начале XX века. На международных конференциях доклады о новостях космологии собирают массу народа. Нового Эйнштейна пока не видно, но дело зашло очень далеко. Речь в предлагаемой статье пойдет о новых открытиях, которые привели к небывало глубокой ревизии представлений о Вселенной, в которой мы обитаем.

От меня (Den): как видно из названия, статья далеко не новая, но все же представляет некий интерес, хотя бы потому что содержит популярный обзор проблем, до сих пор не нашедших решения.

Революционные достижения как в теории, так и в технологии привели космологию к самому плодотворному периоду с момента ее открытия. Были идентифицированы неожиданные компоненты Вселенной и протестированы идеи, многообещающие с точки зрения понимания ее основ. Была обнаружена глубокая связь между физикой масштаба микромира и физикой максимально известных нам размеров.

В повседневной жизни мы оперируем масштабами пространства и времени, которые можем преодолеть, но человеческое воображение позволяет заглянуть в недоступные глазу уголки Мира. Когда же отказывает и воображение, все, что остается в арсенале человека для познания Мира - физические теории, позволяющие понять, как работает то, что нас окружает.

Изучая физическую систему, мы фактически пытаемся описать «черный ящик». «Входной сигнал» - исходные данные - нам либо известен, либо мы можем его предположить. Пропуская этот сигнал через построенную на основании разумных предположений модель «черного ящика», мы получим «выходной сигнал», который можно сравнить с наблюдениями. В случае совпадения мы говорим, что теория хорошо описывает реальность. В противном случае следует пересмотреть либо модель, либо «входной сигнал», а возможно и то, и другое. Иногда, впрочем, мы знаем, как именно работает черный ящик, и можем варьировать только сигналы.

Приведенная аналогия ярко реализуется в космологии – науке о крупномасштабной эволюции Вселенной и ее структуре. Попробуем хотя бы в общих чертах разобраться в идеях этой теории.