О космологической постоянной для чайников. От продвинутого чайника

   Вчера написал статью эту и опять поместил её в личный блог по ошибке. Вот сейчвс исправил эту ошибку. В целом статью закончил, хотя можно бы и ещё добавить. Но это же не научная статья, поэтому и этого пока достаточно. Если это кому-то вообще интересно. Мне лично это интересно.

   Прежде всего хочу сказать, что в отличие от "нетоварища" Хохлова я редко просто перепечатываю статьи. Обычно я рассуждаю о предмете, используя разные источники. Хохлов этого не умеет. У него нет своих мыслей по существу -- он плагиатор чужих идей. В этом смысле я похож на Лернера, который тоже любит порассуждать. Отличие у нас с ним в том, что он почти никогда не признаётся в том, что он ошибается, а я свои ошибки признаю.

   И ещё о том, почему о таких вещах чайникам может рассказать вменяемо только продвинутый чайник. Вообще-то должны рассказывать учёные. Но дело в том, что вещи это чересчур сложные -- например, без тензорного исчисления и квантовой механики не обойтись, а какой чайник в этом хоть что-то понимает и может ли вообще понять? Как говорится: эти науки не для средних умов. Поэтому учёные, которые всё это понимают, они  чайников вообще-то презирают в глубине души, ну примерно так , как англо-саксы и прочие "белые"презирали индейцев в Америке. Ну, а если всё-таки эти учёные иногда начинают объяснять чайникам эти их научные теории (для того, чтобы поиметь какие-то деньжата дополнительно к зарплате), то понять их объяснения тоже очень сложно (я думаю, что многие в этом убедились. когда покупали их популярные книжки на темы науки). Не могут они объяснить чайникам на их языке свои открытия.

   А теперь о космологической постоянной.Только хочу добавить, что статья будет исправляться по ходу, так как придётся почитать кое-что об этом, поэтому структура будет меняться. Хотя главная идея, ради которой я это затеял,  уже готова.

   Сначала небольшой отрывок из одной интересной статьи на эту тему.

   "Космологическая постоянная — это плотность энергии вакуума, благодаря которой он расширяется и раздвигает скопления галактик. Вакуум постоянно увеличивается в объёме, но его плотность при этом не падает, как у обычных сред, а остаётся постоянной. Поэтому его неубывающую постоянную плотность называют тёмной энергией — энергией неизвестной природы.
    Космологическая постоянная, выражающая антигравитационную силу пространства, была впервые введена Эйнштейном для противодействия гравитации и объяснения статичности Вселенной. Но потом была им отвергнута из-за открытия расширения Вселенной, которое в то время понималось как следствие разлёта материи по инерции от Большого взрыва. Вновь её ввели после открытия ускоряющегося расширения Вселенной, вызывать которое инерция не может.

   Под расширением Вселенной теперь понимается не только расширение её видимой нами части — объёма Хаббла, но вообще всей нашей Вселенной. Она гораздо больше нашего объёма Хаббла, и их центры не совпадают. На это указывает открытие в нашем объёме «тёмного потока» — общего направления в космологическом движении всех его скоплений галактик. Его имеет любой условно выделенный объём во Вселенной, кроме центрального. Расширяясь вместе с ней, он удаляется от её центра."

  И ещё одно описание:

"Космологи́ческая постоя́нная, иногда называемая лямбда-член (от названия греческой буквы Λ, используемой для её обозначения в уравнениях общей теории относительности) — физическая постоянная, характеризующая свойства вакуума, которая вводится в общей теории относительности. С учётом космологической постоянной уравнения Эйнштейна имеют вид

где Λ   — космологическая постоянная, g a b   — метрический тензор, R a b    — тензор Риччи, R   — скалярная кривизна, T a b   — тензор энергии-импульса, c  — скорость света, G   — гравитационная постоянная Ньютона."      

   Вот вам уравнение Эйнштейна.

Что-нибудь понятно, кроме названий?

   Все слышали, что эту лямбду ввёл Эйнштейн в свои уравнения ОТО для того, чтобы они имели смысл для статической Вселенной. Потом после работ Фридмана на основе ОТО Эйнштейн долго извинялся за эту лямбду и даже назвал её главной ошибкой своей жизни, но  дело уже было сделано. Как говорится: "слово не воробей -- если вылетит, то уже не поймаешь!" Или по современному: "За базар ответишь!"

   Но дело в том, что гении, если даже они ошибаются или если им кажется, что они ошибаются, то они "ошибаются" гениально. Так и с этой лямбдой произошло. Эйнштейн извинился типа "вы уж простите". Извинения приняли типа "ну, с кем не бывает?" или так "И на старуху бывает проруха". Но лямбда всё-таки там (то есть в уравнениях) зацепилась и удержалась (правда на правах "приживалки", типа что все её не любят, но и выгнать как-то неудобно, так как не  чужая вроде).

   Наука развивалась дальше, шли годы и десятилетия.Прошло 80 лет.

   И вот в 90-е годы учёные раскопали такие вещи, как "Тёмная материя" и "тёмная энергия". Да, ЭТО было ЧТО-ТО! Никто такого не ожидал. Нет, ну в общем в учёном сообществе шли дрязги о том, что "наша" Вселенная (интересно тут слово "наша") всё-таки расширяется или сжимается, но ТАКОГО никто не ожидал (хотя наши, в смысле "Земные" учёные, умеют переобуваться на ходу -- чего стоит переход от трёх китов, на которых держится Земля, к системе Птолемея, а затем к системе Коперника и далее к Ньютону и Эйнштейну).

   По наблюдениям астрономов оказалось, что массы галактик оказались больше примерно в 20 раз. чем считалось раньше. И для того, чтобы объяснить этот феномен, пришлось признать, что  в этих галактиках присутствует какая-то невидимая материя, которая обладает гравитацией, но не является известной нам материей. И Галактики существуют только потому, что в них есть эта тёмная материя, иначе бы они большей частью разлетелись на звёзды.

    Ну, хорошо, получается, что материи в "нашей" Вселенной (есть мнение, что кроме нашей Вселенной существуют бесчисленное множество и других Вселенных, но "это уже совсем другая история") намного больще, чем считалось. Значит? Если исходить из теории горячей Вселенной, то Это может значить, что расширение нашей Вселенной может смениться сжатием, но в любом случае расширение должно происходить с замедлением.   Почему? Да потому, что если наша Вселенная (каждый раз приходится вставлять слово "наша" -- я уже объяснил почему) возникла в результате взрыва, а это уже общепризнанный факт, то разлетающаяся материя под действием гравитации должна замедляться. Это примерно как подкинутый вверх мяч под действием гравитации Земли замедляет свою скорость. Если скорость мяча больше 1-й космической, то мяч улетит от Земли, а если меньше, то упадёт назад на Землю. Но в ЛЮБОМ случае его скорость падает. Так же и с нашей Вселенной -- скорость Галактик относительно центра  нашей Вселенной должна замедляться или быть постоянной. При этом считалось, что само пространство есть величина неизменная, ну например, если мы сидим в комнате, то внутренний объём комнаты есть величина постоянная. Это же, казалось бы, очевидно и это уже является аксиомой.

    Но выяснилось в результате наблюдений за "стандартными свечами" и эффектом Допплера, что скорость разбегания Галактик "УВЕЛИЧИВАЕТСЯ"!

   Но этого ведь не должно быть! Но оно есть!

   Объяснение нашлось. Но это было ТАКО-О-Е  Объяснение!

   Наша Вселенная расширяется. Но как расширяется? Это не так, как в Ньютоновской Вселенной, которая бесконечна и в ней все Галактики разлетаются в разные стороны от центра взрыва. Не-е-т! Тут совсем другое!

   Тут расширяется САМО  ПРОСТРАНСТВО! Со скоростью примерно от 67 до 73 км/сек на  один Мегапарсек.

   А как это? Давайте представим себе ЭТО.

   Представим себе, что всё пространство нашей Вселенной разделено на микроскопические ячейки. Пусть у них есть граничные поверхности, как у клеток в организме. Но эти пов-ти прозрачны для перемещения материи и для действия всех видов взаимодействий. Так вот, в каждую секунду появляются новые ячейки пространства повсюду между уже существующими и при этом пространство расширяется пусть на 73 км на один Мегапарсек в каждом направлении. При этом сами Галактики не расширяются, так как все звёзды в них и планеты связаны друг с другом гравитацией, но вот расстояния между Галактиками увеличиваются. Молекулы и атомы при этом также не разрываются на составные части, так как их составляющие связаны друг с другом четырьмя видами фундаментальных сил. Повторю ещё раз: увеличиваются только расстояния между галактиками, так как, хотя сам объём пространства, занимаемый какой-нибудь Галактикой, и увеличивается постоянно на определённую величину, но объём Галактики при этом не меняется. 

    Ещё одно интересное понятие -- Горизонт Событий (ГС) или так называемая Область Хаббла (ОХ).  Что это такое?

   А вот что ЭТО такое. Так как пространство нашей Вселенной расширяется со скоростью 73 км/сек на каждый Мегапарсек (причём расширяется в каждой точке пространства, то есть каждую секунду появляются новые микроячейки пространства везде), то на расстоянии от Земли = примерно 4 тыс Мпарсек скорость удаления от нас этой сферы достигает  скорости светаи мы никогда не сможем увидеть то, что находится за этой сферой. Эта сфера и называется Горизонтом Событий. А пространство внутри этой сферы называется Областью Хаббла.

   И с каждой секундой за Горизонт Событий уходит шаровой слой толщиной = 300 тыс км, а в нём находятся видимые нам сегодня звёзды, Галактики и т.п. материя. И мы даже не знаем, сколько всего находится Галактик за ГС, которые мы уже никогда не увидим, хотя они и находятся в нашей Вселенной.