Возможный состав физического вакуума. Часть 3
Весьма серьезной проблемой является вопрос о значении плотности вакуума вне пределов Метагалактики. Равенство плотностей энергии вакуумов Вселенной и Метагалактики возможно лишь в случае, когда Метагалактика существует в единственном экземпляре, то есть
Метагалактика = Вселенная
(что противоречит инфляционному сценарию) и существуют суперсимметричные частицы в этой единственной Метагалактике. В этом случае фермиевское отталкивание полностью компенсирует бозе-конденсацию и полная энергия вакуума обращается в нуль. К сожалению, в настоящее время как заряженные, так и нейтральные суперсимметричные частицы не обнаружены вплоть до энергий ~ 100 ГэВ [248]. Этот результат свидетельствуют о сильном нарушении суперсимметрии при малых энергиях, однако не решает проблему малости энергии вакуума. Более того, из принципа целесообразности (см. заключение) следует, что во Вселенной образова-
лось (и продолжает образовываться) множество метагалактик с различными свойствами и значениями фундаментальных постоянных, в том числе и плотности вакуума. Кроме того, время существования Метагалактики зависит от плотности вакуума %м ~ (Pmatt + ртсУ^1, т. е. значение плотности вакуума в нашей Метагалактике должно обеспечить наблюдаемое время ее эволюции. Плотность же вакуума во вселенной и остальных метагалактиках будет определяться плотностью соотвествущих скалярных полей и в общем случае может существенно отличаться от наблюдаемой в нашей Метагалактике.
При дальнейшем рассмотрении различных инфляционных сценариев возникает вопрос о пространственно-временной структуре физического вакуума. Простейший вариант ответа — однородность и неограниченность скалярного поля в пространстве-времени наталкивается на существенную трудность: неоднородности возникают при фазовых переходах, когда образуются метагалактики. В различных доменах, возникших при хаотическом раздувании, потенциалы скалярных полей принимают значения, соответствующие всем их локальным минимумам, т. е. в каждой образовавшейся метагалактике плотность энергии вакуума имеет свое значение, причем многие метагалактики могут быть замкнутыми.
Таким образом, в настоящее время кажется весьма вероятным, что вакуум состоит из конденсата скалярных бозонов, включая хиггс-бозоны, с энергией связи, сравнимой с массами входящих в него частиц. Вакуум вне Метагалактики и внутри нее существенно различается, прежде всего, по своей плотности энергии. Вне Метагалактики и в других метагалактиках плотность энергии вакуума может существенно превышать плотность энергии вакуума в Метагалактике. Столь малое значение плотности вакуума в Метагалактике, вероятно, является флуктуацией [37,39,279,280]. Обсуждаемые в даннм разделе предположения можно попытаться проверить прецезионными наблюдениями, измеряя зависимость плотности энергии вакуума от увеличения красного смещения z [18].
Другие части:
Возможный состав физического вакуума. Часть 1