Темная энергия

[Timi]

[den]

Прошлым вечером мне предстояло ужинать с Герардом ’т Хоофтом, и на мой вопрос о физической природе темной энергии, если вкратце,  то он  ответил что скорее всего космологическая постоянная не является постоянной во времени, а зависит от текущей плотности вещества во вселенной и размера пространства. Хочу заметить что раньше, до открытия ускоренного расширения Вселенной подобные модели быль весьма популярны, но по другому поводу, как возможность объяснить исчезающе малое значение космологической постоянной.

[Munin]

Гораздо интереснее было бы, если бы в теории поля существовали какие-нибудь модели, позволяющие осуществить такую связь между глобальными и локальными параметрами. Может быть, они уже известны, и вы можете дать обзор?

[den]

[Munin]

Хм, ну это уже что-то.

Непосредственно технически вычислять это, наверное, никто и не умеет :-) разве что QLG-шники какие-нибудь...

[den]

Decay of Vacuum Energy

A. M. Polyakov
(Submitted on 30 Dec 2009 (v1), last revised 18 Jan 2010 (this version, v2))
This paper studies interacting massive particles on the de Sitter background. It is found that the vacuum acts as an inversely populated medium which is able to generate stimulated radiation. Without back reaction (not considered in this paper) this effect leads to the explosion. It is expected that the proposed "cosmic laser" mechanism depletes the curvature and may help to solve the cosmological constant problem.
arXiv:0912.5503v2
Очень хорошая статья с конкретными расчетами, начинаю изучать.
И еще

Categorizing Different Approaches to the Cosmological Constant Problem

Stefan Nobbenhuis
(Submitted on 18 Nov 2004 (v1), last revised 5 Dec 2005 (this version, v3))
We have found that proposals addressing the old cosmological constant problem come in various categories. The aim of this paper is to identify as many different, credible mechanisms as possible and to provide them with a code for future reference. We find that they all can be classified into five different schemes of which we indicate the advantages and drawbacks.
Besides, we add a new approach based on a symmetry principle mapping real to imaginary spacetime.
http://arxiv.org/abs/gr-qc/0411093
Неплохой обзор. хотя и не такой новый
Ну а в принципе если поискать в архиве со словами "Vacuum" и "Decay" то можно много чего интересного найти

[yriu]

К сожалению, цитируя Рубакова В.А., темная энергия (ТЭ) остается главной загадкой фундаментальной физики 21 века, сюда можно отнести и темную материю (ТМ), нужны принципиально новые идеи, т.е. новый подход. Я предлагаю сначала рассмотреть новые, правда неочевидные сюрпризы, которые нам преподносят ТМ и ТЭ, далее пути их решений, возможно после этого что-то новое и прояснится, и так первый сюрприз:
1. На современном этапе основным источником гравитации становится ТЭ. Соблюдение баланса при неизменном отрицательном давлении и как следствие неизменной плотности положительной энергии приводит, при расширении Вселенной, к росту энергии ТЭ и гравитации космоса «мягкая инфляция», что соответствует росту гравитационного потенциала по стреле времени в будущее, т.е. пространство становится гравитационно-неоднородным??? 2. ТМ, которой в 4-5 раз больше во Вселенной по сравнению со светлой материей (СМ), почему-то отсутствует в ближнем космосе (имеется в виду в такой пропорции). 3. ТМ участвует только в гравитационных взаимодействиях, это материя без давления, прозрачная даже для близких взаимодействий, тем более для плазмы, а это прямой путь к образованию черных дыр из ТМ на ранних этапах развития Вселенной, с непредсказуемыми последствиями. 4. С другой стороны, согласно стандартной модели Вселенной Фридмана после эпохи рекомбинации, вещество и излучение стали свободными (пылевая материя) – давление отсутствует, поэтому согласно теории Фридмана, меняется закон расширения (масштабный фактор):
с Rвсел (t) ~ t1/2 на Rвсел (t) ~ t2/3 , где: Rвсел - радиус Вселенной; t – пройденное время.
ТМ это среда, которая совершенно прозрачная для плазмы, поэтому согласно теории Фридмана, относится к «пылевому» без давления состоянию материи. В итоге возникает абсурдная ситуация, мы на ранних этапах вплоть до эпохи рекомбинации, получаем Вселенную, у которой одновременно реализуются два различных закона расширения, для пылевой в виде ТМ - Rвсел (t) ~ t2/3, и для плазмы - Rвсел (t) ~ t1/2, явный конфликт. Уважаемые коллеги, Ваши мысли по этим проблемам.

[den]

[yriu]

КОМЕНТАРИИ НА ОТВЕТЫ DEN.
1. Чтобы сохранялось неизменным давление ТЭ при линейном расширении пространства, энергия с ней связаная должна возрастать кубически, что действительно приводит при интегрировании по всему объему Вселенной, с учетом причинного охвата (стрела времени), к квадратичному росту гравитационного потенциала (ГП). Но это только начало проблемы, дело в том что, одним из ключевых моментов теории инфляции есть нулевые стартовые условия Большого Взрыва, потенциальная энергия Вселенной строго равна полной энергии всего вещества: -*М2всел*/Rвсел + Мвсел*С2=0 (1), и эти условия выполняются по всей стреле времени в виде однородности ГП равному -С2 во всех точках Вселенной. На современном этапе доминирует ТЭ, поэтому формула (1) это чисто функция ТЭ, тогда рост ГП в будущем должен приводить к росту массы покоя всего вещества, в противном случае не выполняются нулевые условия, ситуация физически трудно воспринимаема.
2. ТМ, в отличии ТЭ не "размазана" по всей Вселенной, при своей доминирующей гравитационной роли по сравнению с "светлой материей", должна безпрепятственно сосредотачиваться в массивных объектах, типа галактики, в том числе и в Звездах. Состав и структуру Звезд галактик пылевых облаков мы примерно знаем. Параметры объектов ближнего космоса современной астрометрией легко высчитываются, и соответствуют гравитации Ньютона, погрешность составляет максимум десятки %, но не в разы, поэтому наличие скрытой массы в пропорциях 1/4-5 несоответствуют наблюдениям.
4.Да действительно за гравитацию космоса до эпохи рекомбинации отвечало доминирующее излучение, и вопрос с ТМ можно закрыть. Но появляется более весомый аргумент, это реликтовое нейтрино, согласно концепции Герштейна С.С. Зельдовича Я.Б. 1966г. концентрация реликтового нейтрино сравнима с реликтовым излучением, а если учесть массу покоя нейтрино (вопрос пока открыт) и три разновидности, то нейтрино на ранних этапах развития Вселенной, доминировало. Нейтрино практически прозрачно для Вселенной, т.е. относится к пылевой материи, излучение к плазме и у каждого состояния свой закон расширения, так кто или что отвечает за динамику развития Вселенной, похоже конфликт заостряется.

[Munin]

По нейтрино есть и более свежие расчёты, чем 1966, и по ним ни на что в космологии нейтрино не влияет. До конца 90-х такой уверенности не было, оценки гуляли. На ранних этапах оно тоже ни на что не влияло, разве что немножко теплоёмкость плазмы увеличивало, когда протоны с нейтронами свободно взаимопревращались.