В.А. Клименко, А.М. Фридман

О тепловой природе космологических сил отталкивания

Москва 2009

В.А. Клименко¹, А.М. Фридман^2,3

1 Челябинский государственный университет

2 Рнц «Курчатовский Институт»

3 Институт астрономии ран о тепловой природе космологических сил отталкивания

Москва 2009

УДК 524.834

Abstract

In the present-day cosmology, the source of cosmological repulsive forces is considered to be the «dark energy». It is assumed that the «dark energy» is either what is described by the Λ- member in Einstein equations or the negative- pressure media (quintessence or phantom energy). There are some difficulties in its physical interpretation.

In this paper it is shown that into A.A. Friedmann cosmological equations there can be introduced the repulsive forces related to variation of the space thermal energy. It is this energy that is supposed to be the «dark energy». In a curved space the thermal energy is at the same time centrifugal. A homogeneous model is proposed which is based on such understanding of the «dark energy» (C- model). It is applied to explain important observation data.

Key words: cosmology, cosmological models, centrifugal forces.

Аннотация

В современной космологии считается, что источником космологических сил отталкивания является «темная энергия». Считают, что «темной энергией» является либо то, что описывается Λ- членом в уравнениях Эйнштейна, либо среды с отрицательным давлением (квинтэссенция или фантомная энергия). Имеются трудности физической интерпретации «темной энергии», а также решений получаемых с её использованием.

В настоящей работе показано, что в космологические уравнения А.А. Фридмана могут быть введены силы отталкивания, обусловленные изменением тепловой энергии космической среды. Именно эта энергия, как мы полагаем, и является источником космологических сил отталкивания. В кривом пространстве тепловая энергия одновременно является центробежной. Предложена модель однородной Вселенной, основанная на таком понимании космологических сил отталкивания (С- модель). Она применена для объяснения важных наблюдательных данных.

Ключевые слова: космология, космологические модели, центробежные силы.

Содержание

§1 Введение 5

§2 О центробежной природе космологических сил отталкивания 8

2.1. Космологические уравнения А.А. Фридмана 8

2.2. Космологическое гравитационное ускорение 9

2.3. Эйнштейновские силы отталкивания (Λ–член) 10

2.4. Обобщенные уравнения А.А. Фридмана 11

2.5. Нерелятивистская Вселенная 13

2.6. Релятивистская Вселенная 13

2.7. Центробежные силы отталкивания 13

§3 Динамика идеализированной нерелятивистской Вселенной 17

§4 Динамика идеализированной релятивистской Вселенной 23

§5. Модель Вселенной с учетом центробежных сил (С-модель) 25

5.1. Уравнения, описывающие С-модель 30

5.2. Уравнения, описывающие ΛCDM - модель 31

5.3. О выборе параметров ΛCDM - и С - моделей 31

§6. О решениях уравнений, описывающих ΛCDM- и С – модели 33

6.1. О соотношении космологических сил притяжения и отталкивания в С- и ΛCDM- моделях 33

6.2. Сценарий эволюции Вселенной в ΛCDM- модели 37

6.3. Возможные варианты эволюции Вселенной в С- модели 40

§7 Интерпретация зависимости видимая звездная величина – красное смещение для сверхновых типа Ia 46

7.1. Зависимость видимая звездная величина – красное смещение 46

7.2. Зависимость в ΛCDM- модели 48

7.3. Зависимость в С- модели 53

§8 О равномерном расширении Вселенной 59

8.1. Постоянная Хаббла и время жизни Вселенной 59

8.2. Анизотропия реликтового излучения 61

8.3. Угловые размеры удаленных объектов 63

§9 Заключение 67

Приложения 70

Приложение 1. Космологические уравнения А. А. Фридмана 70

Приложение 2. Обобщенные уравнения А.А. Фридмана и законы сохранения 74

Приложение 3. Динамика двухмерного однородного изотропного мира 75

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 88