Плотность вакуума

По наблюдательным данным о сверхновых (а также и по данным других космологических измерений, ставших возможными вскоре после наблюдений космологических сверхновых) плотность

энергии космического вакуума составляет величину

(2.19)

Здесь плотность дана в граммах на кубический сантиметр, т. е. это плотность массы. С плотностью энергии плотность массы связана знаменитым соотношением Эйнштейна E = Mc2, так что плотность энергии вакуума есть рус2. Далее в этом разделе мы будем пользоваться для плотности вакуума (а далее и для плотности других космических сред) единицами массы в единице объема.

Плотность вакуума, как мы видим, очень малая величина — по сравнению с теми плотностями, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни. Она, например, почти на 30 порядков величины меньше плотности воды (при «нормальных условиях»). Но для космологии это весьма значительная величина: плотность энергии вакуума, как оказалось, превышает суммарную плотность энергии всех остальных видов космической среды.

Значение космических плотностей удобно еще выражать и в относительных единицах — в виде отношения к (уже упоминавшейся в § 1.1 первой главы) критической плотности (1.13)

(2.20)

Здесь H0 — 72 ± 15 км/(с • Мпк) есть современное (т. е. для нынешней эпохи эволюции мира) значение постоянной Хаббла. Критическая плотность в современную эпоху

(2.21)

если оценивать ее по «центральному» значению H = 72 км/(с- Мпс). Здесь to — 14 ± 1 млрд лет — современный возраст мира, т. е. время, протекшее от начала космологического расширения. Тогда для относительной плотности вакуума находим:

(2.22)

Это тоже «центральное» значение, а все реально возможные значения относительной плотности вакуума заключены в пределах от 0,6 до 0,8.

Впервые найденное по сверхновым, значение вакуумной плотности подтверждается всей совокупностью имеющихся сведений

о возрасте самых старых звезд Галактики, о формировании крупномасштабной структуры и особенно об анизотропии реликтового излучения в комбинации с данными о динамике богатых скоплений галактик.

Замечательно, что по поводу приведенных здесь цифр в космологическом сообществе установилось небывалое до того почти всеобщее единодушие и согласие, которое — ввиду уникальности явления — получило специальное название: космический конкорданс. В одном только пункте конкорданс не полон; одни считают, что открыт именно вакуум, тогда как другие предпочитают иную интерпретацию, предполагая, что космологическое ускорение создается не вакуумом, а какой-либо другой, неизвестной до сих пор формой энергии (см. §3 этой главы).