1. Вступление

18 декабря 2018 в ИНТЕРНЕТ появилась публикация «Найден баланс во Вселенной» в которой говорилось, что ученые Оксфордского университета предложили модель объединяющую темную материю и темную энергию в единое явление: жидкость, которая обладает "отрицательной массой" и позволявшая решить один из самых больших вопросов в современной космологии. Они пишут: « Сейчас мы думаем, что и темная материя, и темная энергия могут быть объединены в жидкость, обладающую "отрицательной гравитацией". Новое исследование представляет собой компьютерное моделирование свойств отрицательной массы, которое предсказывает образование ореолов темной материи так же, как те, которые выводятся наблюдениями с использованием современных радиотелескопов. Большинство галактик вращаются так быстро, что они должны разрываться на части, но невидимый "ореол" темной материи должен удерживать их вместе. Результат кажется довольно красивым: темная энергия и темная материя могут быть объединены в одну субстанцию, причем оба эффекта могут быть просто объяснены как положительная массовая материя, плавающая в море отрицательных масс.». Хотя эта материя свойственна нам, она предполагает, что наш космос симметричен как в положительных, так и в отрицательных качествах. Существование отрицательной материи ранее было исключено, поскольку считалось, что этот материал станет менее плотным по мере расширения Вселенной, что противоречит нашим наблюдениям, которые показывают, что темная энергия не истончается с течением времени. Тем не менее, исследование применяет "тензор творения", который позволяет непрерывно создавать отрицательные массы. Это показывает, что все больше и больше негативных масс постоянно врываются в наше существование.

2. Отечественная космологическая модель и ее преимущества перед моделью Оксфордского университета

Модель, позволяющая реализовать баланс во Вселенной, объединить темную материю и темную энергию в единую сверхтекучую среду (аналог ³Не-В) и объяснить механизм генерации темной материи и барионного вещества была предложена еще в 2016 году [2]. При этом она обладала рядом преимуществ перед моделью, предложенной учеными Оксфордского университета:

Во-первых, темная энергия и темная материя представлены в качестве двух фаз сверхтекучей небарионной среды. Фазовые состояния, характеризующие темную энергию и темную материю рассматриваются в модели как аналог двум фазам в ³Не-В: сверхпроводящей α-фазе и спонтанно ферромагнитной β-фазе. Коренным отличием между ними является то, что темная материя притягивает, обладает гравитацией, в то время как темной энергии в определенном смысле присуща антигравитация.

Темная энергия принимается в качестве невидимой космической среды, физическая природа и микроскопическая структура которой неизвестна. Однако, при этом предполагается, что темная энергия как макроскопическая среда обладает рядом особых, присущих только ей свойств:

1. ее плотность положительна, а давление отрицательно и равно плотности энергии по абсолютной величине;
2. она создает не тяготение, а антитяготение [3].

Предположительно, вследствие этих особых свойств темной энергии, в наблюдаемой Вселенной силы отталкивания превышают силы тяготения. Этот вывод был сделан на основании результатов астрономических наблюдений проведенных группой исследователей с помощью космического телескопа «Хаббл» (Habble Space Telescope –HST). Они установили ускоренное космологическое разбегание галактик. Автор локальной теории расширения Вселенной А.Д.Чернин находит свою нишу в глобальной космологической теории ОТО А.Эйнштейна. Он пишет: «Феномен космического антитяготения хорошо описывается ОТО А.Эйнштейна» [3]. Эйнштейновское антитяготение подчиняется линейной зависимости силы от расстояния:

F_e = (c²/3) ΛR , (1)

где Λ – эйнштейновская космологическая постоянная.

Плотность темной энергии ρ_v выражается через космологическую Λ и гравитационную G постоянные:

ρ_v = c²Λ /(8πG) (2)

Космологическая плотность темной энергии измерена сейчас с точностью до нескольких процентов ρ_v = (0.721±0.025)·10^-29 г/см³ [3]. Интерпретация космологической постоянной в духе представления об антигравитирующей среде с постоянной плотностью была положена в основу стандартной космологической модели ΛCDM (Λ- Cold Dark Matter). Профессор Л.Б.Болдырева значительно расширила аналогии между свойствами сверхтекучего ³Не-В и темной энергией в основном за счет учета свойств вихрей: спиновой и электрической поляризации среды в вихрях, инерционных свойств вихрей, и сверхтекучих спиновых токов между ними [4]. На аналогиях между темной энергией и сверхтекучем ³Не-В рассмотрим природу антигравитации или «отрицательной массы». В ³Не-В имеет место намагничивание сердечников вихрей вдоль оси вихря, то есть имеет место спиновая поляризация сверхтекучей жидкости в сердечнике вихря. Это явление свидетельствует о том, что в сверхтекучем ³Не-В действует эффект Барнетта ( происходит передача момента количества движения спаренных атомов ³Не-В, составляющих вихрь, спинам этих атомов). Процесс этот особенно значителен в сердечнике вихря. Существование эффекта Барнетта в сверхтекучем ³Не-В подтверждается экспериментально: вихри с противоположно направленными спинами, составляющих их атомов, характеризуются противоположным направлением циркуляций вектора скорости жидкости. По аналогии в сердечнике вихря микрочастиц космической среды имеет место спиновая поляризация, то есть, ориентация спинов микрочастиц в одном направлении. В сердечнике вихря образуются два пространственно разделенных, электрически разноименно заряженных «кластеров» микрочастиц. Следовательно, можно говорить об электрическом дипольном моменте квантового объекта, создающего этот вихрь. Относительное движение частиц, составляющих куперовскую пару в сверхтекучем ³Не-В, соответствует р-состоянию. В этом состоянии между электрически одноименно заряженными частицами со спинами, ориентированными в одном направлении, действуют силы притяжения, а между электрически разноименно заряженными частицами со спинами, ориентированными в одном направлении действуют силы отталкивания. Результатом действия этих сил является возникновение электрического дипольного момента сердечника вихря. Так как сердечники вихрей в космической среде являются электрическими диполями, имеет место электрическая поляризация среды. Это означает, что пары микрочастиц составляющих темную энергию «растянуты» вдоль электрического поля. Таким образом, темную энергию в завихренной области можно охарактеризовать состоянием «всестороннего растяжения». В рамках гидродинамической модели действие сверхтекучей жидкости на сердечник вихря может быть математически описано введением давления Р на границе сердечника вихря. Знак давления зависит от характера внутренних напряжений в среде. Если эти внутренние напряжения имеют характер «всесторонних растяжений», то давление будет отрицательным, что равносильно поведению «отрицательной массы» [5]. Кроме того, нестабильность физического вакуума во внешних полях представляет собой чисто квантовое явление. В квантовой электродинамике (КЭД) это явление характеризуется рождением электрон- позитронных пар в физическом вакууме (темной материи) с ненулевой массой покоя [6]. Это позволяет считать плотность космической среды положительной. Таким образом, предложенная выше модель (аналога ³Не-В) отвечает вышеуказанным свойствам темной энергии.

Темная материя ведет себя совершенно иначе. Академик В.А. Рубаков заявляет: «Это обычные в гравитационном плане частицы, они собираются в сгустки, скучиваются, а потом притягивают к себе обычное вещество, образуя галактики. Конечно, это не известные нам, а новые частицы, нейтральные по отношению к электромагнитным взаимодействиям, поэтому они не светят и не поглощают свет» [7]. В литературе предложено несколько возможных механизмов генерации темной материи и барионной асимметрии, приводящих к равенству плотности энергии (массы) барионов и частиц темной материи (ρ_B,0 ~ ρ_DM,0), однако, естественного объяснения этого факта не найдено [8]. В своей статье я предлагаю «естественный» механизм генерации темной материи и барионного вещества на основании глубоких аналогий с поведением сверхтекучей среды.

формате PDF (174Кб)