Вакуум Эйнштейна—Глинера. Часть 1
Эйнштейн определенно избегал каких-либо предположений о физике, которая могла бы стоять за введенной им космологической константой. Он не дал ей никакой физической интерпретации. Даже, собственно, и об эффекте анти-тяготения не было четко сказано. После открытия космологического расширения Эйнштейн и вовсе потерял интерес к собственной идее и называл ее излиш-
ней, если не просто ошибочной. Однажды (в разговоре с Гамовым в Принстоне в 1940-е гг.) он назвал космологическую постоянную своим самым досадным промахом в науке.
В знаменитой книге «Теория поля» Л.Д.Ландау и Е.М.Лиф-шица (эта книга практически без изменений выдержала несколько переизданий), по которой изучали общую теорию относительности и космологию несколько поколений теоретиков во многих странах, сказано, что для произведенного Эйнштейном видоизменения основных уравнений общей теории относительности нет никаких оснований. В одном из последних изданий книги подчеркивалось, что введение космологической постоянной имело бы «глубокий физический смысл» и +означало бы приписывание пространству-времени принципиально неустранимой кривизны, не связанной ни с материей, ни с гравитационными волнами+ (это из седьмого издания книги, 1988 г. [23]). Возможность такой «неустранимой кривизны» представлялась авторам книги, кажется, нежелательной. Как бы то ни было, об эффекте анти-тяготения в «Теории поля» не говорилось. Не говорилось и о космическом вакууме.
Понимание физической природы космологической постоянной складывалось постепенно, десятилетие за десятилетием, начиная с работ В. де Ситтера, Ж. Леметра, Р. Толмена. Решающее слово было сказано Э. Б. Глинером в 1965 г. [8]. Он выдвинул представление (которое сейчас является общепринятым), что космологическая постоянная описывает в действительности космический вакуум.
Согласно Глинеру, космический вакуум — некоторая особая, до того не известная сплошная среда. Эта среда замечательна тем, что она равномерно заполняет весь мир и присутствует везде в Метагалактике, в любом ее объеме и на любых пространственных масштабах — от микроскопических размеров до горизонта наблюдений (а может быть и далее за горизонтом).
Вакуум обладает определенной энергией. Плотность энергии вакуума всюду одинакова и не меняется со временем. Особенно важно, что однородность плотности вакуума в пространстве и ее постоянство во времени имеет место в любой системе отсчета. Плотность энергии вакуума определяется значением эйнштейновской космологической постоянной:
Это соотношение записано в системе единиц, в которых скорость света с считается равной единице; мы и дальше будем пользоваться этими единицами, как это принято в теоретической физике. Так как Л является универсальной постоянной, то с ней и плотность вакуума должна быть величиной, которая всюду и всегда одна и та же.
У вакуума имеется также и давление pv. Связь между давлением и плотностью, т. е. уравнение состояния этой среды, таково (оно уже неоднократно обсуждалось в предыдущих разделах этой книги):
Другие части: