Проблемы современной космологии. Часть 2

Тем не менее еще в третьей четверти прошлого века казалось бесспорным, что эволюция нашей Метагалактики, как целого, определяется исключительно силами гравитации. Разумеется, и ранее превосходно понимали, что возникновение в Метагалактике неоднородностей нуклонов, атомов, звезд, галактик и т. д. обязано и другим взаимодействиям элементарных частиц — электрослабо-

му и сильному, однако полагалось, что расширение Метагалактики на всех этапах ее эволюции определяется исключительно уравнениями Эйнштейна, т. е. гравитацией. Кардинальное изменение во взглядах на эволюцию Метагалактики произошло на рубеже 70-х и 80-х гг. прошлого века, когда стало практически общепризнанным, что характеристики Метагалактики на самых ранних этапах ее эволюции обуславливаются всеми взаимодействиями. Хотя этот подход существенно усложнил весьма простую и наглядную космологическую модель, предложенную Фридманом (см. далее), однако он устранил очень существенные ее трудности и практически решил важный мировоззренческий вопрос об отсутствии единственности Метагалактики.

Прологом к такому изменению космологии послужил прогресс в теории элементарных частиц, а именно, представления об объединении всех взаимодействий элементарных частиц в единое взаимодействие при высоких энергиях, который привел к совершенно парадоксальной ситуации: космология, которая всегда была ветвью астрономии и теории гравитации, оказалась, по-видимому, единственным подходом к экспериментальному изучению объединенной теории взаимодействия частиц. Характерная энергия, при которой электромагнитное и слабое взаимодействие можно рассматривать как единое электрослабое ~ 100 ГэВ, масса переносчиков этого взаимодействия также порядка этой величины, что вполне приемлемо для экспериментов на ускорителях и именно в таких экспериментах были открыты переносчики электрослабого взаимодействия W±- и £°-бозоны. Таким образом, до недавнего времени проверка гипотез в теориях взаимодействий элементарных частиц была прерогативой экспериментов на ускорителях и экспериментов по физике космических лучей. Для абелевых калибровочных групп, таких, как U(I) (электромагнитное взаимодействие), константа связи растет с ростом переданного импульса, для неабелевых калибровочных групп (таких как SU(2), SU(S) и т.д.) константа связи уменьшается с ростом переданного импульса и скорость ее уменьшения больше для более широких групп [50], т. е. константа as группы SUc(i) квантовой хромодинамики уменьшается быстрее, чем константа д\ группы SU(I) электрослабого взаимодействия, но характерные энергии дальнейшего объединения взаимодействий существенно выше характерной энергии электрослабого взаимодействия, например, эффекты квантовой гравита-

ции должны сказываться при планковской энергии ЕР\ ~ 10 ГэВ, а максимальная энергия, которая будет доступна для исследования на самом фантастическом ускорителе, опоясывающем всю Землю, не превышает 107 ГэВ, т. е. на десяток порядков меньше требуемого теоретического значения. Следовательно, так как на ранних стадиях эволюции Метагалактики эффекты объединения различных взаимодействий должны были иметь место, то изучение космологических следствий различных объединенных теорий, по-видимому, остается единственным методом проверки этих теорий.

 

Другие части:

Проблемы современной космологии. Часть 1

Проблемы современной космологии. Часть 2