Предложено простое решение «проблемы совпадения» в космологии
Австралийские астрофизики показали, что примерное равенство относительных плотностей энергии вакуума и материи, установившееся в наше время, не должно никого удивлять, поскольку такой вариант развития событий наиболее вероятен.
Двое астрофизиков из
Суть проблемы состоит в том, что наблюдаемые в наше время относительные (нормированные на зависящую от времени
Чтобы оценить вероятность совпадения, авторы вводят величину r = min[ΩΛ/Ωm, Ωm/ΩΛ]. Несложно понять, что r отражает близость плотностей энергии друг к другу и равняется единице, когда ΩΛ = Ωm, и нулю, если ΩΛ >> Ωm или ΩΛ << Ωm. В современности параметр r0 ≈ 0,4.
Если рассмотреть изменение r со временем, можно заметить, что воспринимаемая нами значимость «проблемы совпадения» зависит от особенностей представления данных. На графике с логарифмическим масштабом времени интервал, в котором r превышает r0, действительно кажется чрезвычайно узким, но в линейном масштабе (см. рис. ниже) этот промежуток зрительно расширяется. Когда временнáя шкала ограничивается возрастом Вселенной (13,8 млрд лет), интервал становится очень широким: видно, что r > 0,4 можно зарегистрировать в любой момент в последние 7,8 млрд лет. Дать однозначный ответ на вопрос о том, длительным или кратким следует считать такой период, невозможно.
Изменение r. Серым отмечена область, в которой r > 0,4. (Здесь и далее иллюстрации из Astrophysical Journal.) |
Сделав это наблюдение, австралийцы вычислили вероятность измерения r > r0 для наблюдателей, находящихся на планетах, аналогичных Земле. В расчётах использовалось распределение аналогов Земли по возрасту,
В итоге выяснилось, что (68+14–10)% наблюдателей на планетах земной группы должны регистрировать ещё более близкие друг к другу значения ΩΛ и Ωm, чем мы. Следовательно, ничего удивительного в примерном равенстве Ωm и ΩΛ нет.
Изменения параметров на участке, ограниченном 1 и 100 млрд лет после Большого взрыва. Тонкой сплошной линией в нижней части рисунка обозначено распределение напоминающих Землю планет по возрасту. Кривая, проведённая утолщённой линией, смещена на четыре миллиарда лет (время эволюции жизни) относительно предыдущей; она показывает, какая часть наблюдателей отметит r > r0. |
Этот результат не слишком сильно зависит от времени ΔT, отводимого на развитие наблюдателей на экзопланетах. Если эволюция проходит за ~0 млрд лет, вероятность обнаружения r > r0 составит 55%, а чрезвычайно медленная эволюция, растянувшаяся на 8 млрд лет, даст хоть и не такую высокую, но всё же значительную — 30-процентную — вероятность.
Зависимость результата от времени, отводимого на развитие наблюдателей. |
Полная версия отчёта опубликована в издании
Подготовлено по материалам
Нет комментариев.
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите или зарегистрируйтесь пожалуйста.