| Космология |
 |
| Изучаемые объекты и процессы |
| История Вселенной |
| Наблюдаемые процессы |
| Теоретические изыскания |
В астрономии и космологии темная жидкость является альтернативой теории как темной материи, так и темной энергии и пытается объяснить оба явления в единой структуре.[1][2]
Темная жидкость предполагает, что темная материя и темная энергия не являются отдельными физическими явлениями, как считалось ранее, и не имеют отдельного происхождения, но они тесно связаны друг с другом и могут рассматриваться как две грани одной жидкости. В галактических масштабах темная жидкость ведет себя как темная материя, а в более крупных масштабах её поведение становится похожим на темную энергию. Наши наблюдения в масштабах Земли и Солнечной системы в настоящее время недостаточны для объяснения гравитационных эффектов, наблюдаемых в таких больших масштабах. Было показано, что простая темная жидкость с отрицательной массой обладает свойствами, необходимыми для объяснения как темной материи, так и темной энергии.[3][4]
Обзор
В последнее время в астрофизике и космологии возникли две главные загадки, связанные с законами гравитации. Первым было осознание того, что внутри галактик недостаточно видимых звезд или газа, чтобы объяснить их высокую скорость вращения. Теория темной материи была создана, чтобы объяснить это явление. Она предполагает, что галактики вращаются так быстро, потому что галактиках (включая наш собственный Млечный Путь) больше вещества, чем можно увидеть, если только подсчитать массу звезд и газа, и что эта (темная) материя невидима, потому что он не взаимодействует с электромагнитными силами, из которой исходят все формы света. Вторая загадка возникла из наблюдений очень специфического вида сверхновой, известной как сверхновая типа «Ia», используемая в качестве стандартной свечи: когда они сравнивались в отдаленных и близлежащих галактиках, было обнаружено, что отдаленная сверхновая слабее, и, как оказалось, дальше, чем ожидалось. Это подразумевало, что Вселенная не только расширялась, но и ускоряла свое расширение. Теория темной энергии была создана, чтобы объяснить это явление. Традиционный подход к моделированию эффектов гравитации предполагает, что общая относительность так же верна в космологических масштабах, как и в Солнечной системе, где её предсказания были проверены более точно. Однако не изменение правил гравитации подразумевает присутствие темной материи и темной энергии в частях Вселенной, где кривизна пространственно-временного многообразия намного меньше, чем в Солнечной системе. Феноменологически возможно изменить уравнения гравитации в областях малой кривизны пространства-времени так, что динамика пространства-времени вызывает то, что мы приписываем присутствию темной материи и темной энергии.[5] Теория темной жидкости предполагает, что темная жидкость представляет собой особый вид жидкости, притягивающее и отталкивающее поведение которой зависит от локальной плотности энергии. В этой теории темная жидкость ведет себя как темная материя в областях пространства, где плотность барионов высока. Идея состоит в том, что, когда темная жидкость находится в присутствии вещества, она замедляется и коагулирует вокруг неё; тогда это привлекает больше темной жидкости, чтобы свертываться вокруг неё, таким образом усиливая силу гравитации около неё. Эффект всегда присутствует, но становится заметным только в присутствии очень большой массы, такой как галактика. Это описание аналогично теориям темной материи, и частный случай уравнений темной жидкости воспроизводит темную материю.
С другой стороны, в местах, где относительно мало материи, как, например, в пустотах между сверхскоплениями галактик, эта теория предсказывает, что темная жидкость ослабляется и приобретает отрицательное давление. Таким образом, темная жидкость становится силой отталкивания, с эффектом, подобным эффекту темной энергии. Темная жидкость выходит за пределы темной материи и темной энергии в том смысле, что она предсказывает непрерывный диапазон притягивающих и отталкивающих качеств при различных случаях плотности вещества. Действительно, частные случаи различных других теорий гравитации воспроизводятся темной жидкостью, например, инфляция, квинтэссенция, k-сущность, f(R), обобщенный эйнштейновский эфир f(K), MOND, TeVeS, BSTV и т. д. Теория темной жидкости также предлагает новые модели, такие как определённая модель f (K + R), которая предлагает интересные поправки к MOND, которые зависят от красного смещения и плотности.
Упрощающие предположения
Теория темной жидкости не рассматривается как стандартная модель механики жидкости, потому что многие уравнения механики жидкости слишком трудно решить полностью. Формализованный гидродинамический подход, такой как обобщенная модель газа Чаплыгина, был бы идеальным методом для моделирования этой теории, но в настоящее время он требует слишком большого количества точек данных наблюдений, чтобы быть осуществимым в вычислительном отношении, также ещё недостаточно таких точек данных для космологов. Вместо этого был предпринят шаг упрощения, путем моделирования теории с помощью моделей скалярного поля, как это делается в других альтернативных подходах к темной энергии и темной материи.[2][6]
Примечания
- ↑ Alexandre Arbey (2005) «Is it possible to consider Dark Energy and Dark Matter as a same and unique Dark Fluid? https://arxiv.org/abs/astro-ph/0506732»
- 1 2 Alexandre Arbey (2006) «Dark Fluid: a complex scalar field to unify dark energy and dark matter https://arxiv.org/abs/astro-ph/0601274»
- ↑ J. S. Farnes (2018) «A Unifying Theory of Dark Energy and Dark Matter: Negative Masses and Matter Creation within a Modified ΛCDM Framework» https://arxiv.org/abs/1712.07962
- ↑ «Bizarre 'Dark Fluid' with Negative Mass Could Dominate the Universe» https://www.space.com/42758-dark-fluid-negative-mass-dominates-universe.html
- ↑ Exirifard, Q. (2010). “Phenomenological covariant approach to gravity”. General Relativity and Gravitation. 43: 93—106. arXiv:0808.1962. Bibcode:2011GReGr..43...93E. DOI:10.1007/s10714-010-1073-6.
- ↑ Arbey, A.; Mahmoudi, F. (2007). “One-loop quantum corrections to cosmological scalar field potentials”. Physical Review D. 75. arXiv:hep-th/0703053. Bibcode:2007PhRvD..75f3513A. DOI:10.1103/PhysRevD.75.063513.
Ссылки
- Arbey, A. (2008). “Cosmological constraints on unifying Dark Fluid models”. The Open Astronomy Journal. 1: 27—38. arXiv:0812.3122. Bibcode:2008OAJ.....1...27A. DOI:10.2174/1874381100801010027.
- Zong-Kuan Guo, Yuan-Zhong Zhang, Cosmology with a Variable Chaplygin Gas" (2005).
- Anaelle Halle, HongSheng Zhao, Baojiu Li Perturbations in a non-uniform dark energy fluid: equations reveal effects of modified gravity and dark matter" (2008)
Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .