Темная энергия и Закон сохранения

[jetyb]

До недавних пор считалось, что вселенная расширяется по инерции; разбегание галактик может только замедляться под действием их собственного тяготения.
Но недавние исследования спектров сверхновых звезд показали, что на самом деле расширение вселенной происходит с ускорением. Но ускорение означает, что в природе имеется не только всемирное тяготение, но и всемирное антитяготение, которое преобладает над тяготением в наблюдаемой Вселенной.
В качестве объяснения эффекта была поднята гипотеза антитяготения, разработанная еще Эйнштейном: в попытках описать неподвижную вселенную с действующей силой тяготения Эйнштейн ввел противоборствующую силу - силу антитяготения. Антитяготение создается не галактиками (с их обычным веществом), а некоей особой космической энергией, присутствующей не только среди материи, но и во всем межгалактическом пространстве. Это темная энергия, как ее сейчас чаще всего называют, и создает антитяготение.
Исходя из этой теории плотность этой среды равна

$$p_V=\frac{c^2}{9\pi G}\Omega,$$

где $\Omega$ - космологическая константа. Это массовая плотность, энергетическая плотность равна $p_Vc^2$.
Эта среда имеет отрицательное давление, равное взятой со знаком минус энергетической плотности. Именно отрицательное давление, как следует из Общей теории относительности, и является причиной антитяготения.
Исходя из полученных данных плотность субстанции примерно равна

$$p_v\approx 7\pm 1\times 10^{-30}$$

(в единицах грамм на кубический сантиметр). Темную энергию можно считать минимальной энергией вакуума.

Но вышеописанное современное представление о темной энергии вступает противоречие с Законом сохранения энергии. Не понятно откуда берется энергия, необходимая для увеличения скорости разбегания галактик. Если бы в полученной теории темная энергия имела бы отрицательную плотность, то ЗСЭ еще как-то бы на пальцах соблюдался(увеличение скорости галактик компенсировалось бы увеличением самого пространства с вакуумом Эйнштейна-Глинера, наполненного отрицательной энергией), но знак плотности темной энергии положителен, поэтому данная теория не объясняет баланс энергии.
Кто-нибудь может объяснить, откуда берется энергия разбегания галактик?

[Munin]

jetyb в сообщении #388035 писал(а):

До недавних пор считалось, что вселенная расширяется по инерции

И сейчас тоже. Всё остальное - малые поправки.

jetyb в сообщении #388035 писал(а):

Но ускорение означает, что в природе имеется не только всемирное тяготение, но и всемирное антитяготение

Термин сильно не общепринят. Собственно, есть только один учёный, на нём настаивающий.

jetyb в сообщении #388035 писал(а):

Антитяготение создается не галактиками (с их обычным веществом), а некоей особой космической энергией, присутствующей не только среди материи, но и во всем межгалактическом пространстве.

К сожалению, "антитяготение" создаётся не "особой энергией", а особой материей, имеющей уравнение состояния $p=-\varepsilon$ (или около того, в текущую эпоху). Собственно отталкивание создаётся не компонентами энергии, а компонентами давления.

jetyb в сообщении #388035 писал(а):

Но вышеописанное современное представление о темной энергии вступает противоречие с Законом сохранения энергии. Не понятно откуда берется энергия, необходимая для увеличения скорости разбегания галактик.

То, что вам что-то не понятно, не означает, что оно между собой вступает в противоречие. Вам понятно, откуда берётся энергия, необходимая для увеличения скорости яблока, падающего на землю?

[Kitozavr]

Munin в сообщении #388060 писал(а):

Собственно, есть только один учёный, на нём настаивающий.

И кто же это?

[jetyb]

Munin в сообщении #388060 писал(а):

И сейчас тоже. Всё остальное - малые поправки.

Ничего себе малые поправки, вся вселенная из-за них разгоняется. Темная энергия составляет по прикидкам 70% вселенной.

Munin в сообщении #388060 писал(а):

К сожалению, "антитяготение" создаётся не "особой энергией", а особой материей, имеющей уравнение состояния $p=-\varepsilon$ (или около того, в текущую эпоху). Собственно отталкивание создаётся не компонентами энергии, а компонентами давления.

Да, заговорился я с "особой энергией".
Не знаю, как принято такую силу называть: антитяготение, гравитационное отталкивание или еще как, приму любой вариант названия.

Munin в сообщении #388060 писал(а):

То, что вам что-то не понятно, не означает, что оно между собой вступает в противоречие. Вам понятно, откуда берётся энергия, необходимая для увеличения скорости яблока, падающего на землю?

Ну в случае с яблоком все очевидно: из термоядерных реакций на Солнце получается энергия для излучения, которое затем усваивается яблоней и используется в том числе и для формирования яблока на высоте $h$ с его потенциальной энергией
Я понимаю ваш намек на исходную потенциальную энергию системы, но если в случае с тяготением потенциальная энергия связи двух тел $\int\limits_R^{\infty}\frac{Const}{x^2}dx$ конечна, то в случае с антитяготением под интегралом окажется возрастающая функция. Получится, что потенциальная энергия антитяготения двух галактик бесконечна. Значит прийдется пересматривать ЗСЭ(он работает с суммарной энергией, а $\infty-const=\infty$).

[Munin]

jetyb в сообщении #388073 писал(а):

Ничего себе малые поправки, вся вселенная из-за них разгоняется.

Малые, потому что разгоняется еле-еле.

jetyb в сообщении #388073 писал(а):

Темная энергия составляет по прикидкам 70% вселенной.

При этом скорость от неё не изменилась на текущий момент и на 10 %.

jetyb в сообщении #388073 писал(а):

Не знаю, как принято такую силу называть: антитяготение, гравитационное отталкивание или еще как, приму любой вариант названия.

Это обычное гравитационное воздействие (хотите - называйте гравитационным отталкиванием), важно понимать, что необычность его проявления (отталкивание вместо притяжения) связана не с тем, что это какое-то новое взаимодействие, а с тем, что таков, необычен, источник этого воздействия: с огромным отрицательным давлением. Специального названия для проявления гравитации в таких условиях как-то никому не требуется.

jetyb в сообщении #388073 писал(а):

Ну в случае с яблоком все очевидно: из термоядерных реакций на Солнце...

:-) Оценил.

jetyb в сообщении #388073 писал(а):

Я понимаю ваш намек на исходную потенциальную энергию системы, но если в случае с тяготением потенциальная энергия связи $\int\limits_R^{\infty}\frac{Const}{x^2}dx$ двух тел конечна

Всё бы хорошо, вот только обратите внимание, какой интеграл вы выписываете - от бесконечности. Скорее всего, пишете просто по привычке, потому что "так надо". А на самом деле в законе сохранения энергии, и даже в определении энергии, этого нигде не сказано. Это соглашение, приспособленное ко вполне конкретному частному случаю: когда потенциал в нуле неограничен, а на бесконечности ограничен. Разумеется, бывают и другие частные случаи, и в них вырабатываются другие соглашения. Разумеется, даже в простейшем случае Вселенной, заполненной неподвижным веществом постоянной плотности с ньютоновским тяготением, это соглашение не работает.

jetyb в сообщении #388073 писал(а):

Получится, что потенциальная энергия антитяготения двух галактик бесконечна.

Нет. Просто вспомните, что физический смысл имеет не потенциальная энергия, а разность потенциальных энергий.

jetyb в сообщении #388073 писал(а):

Значит прийдется пересматривать ЗСЭ(он работает с суммарной энергией, а $\infty-const=\infty$).

Даже если считать значения энергии бесконечными, закон сохранения энергии работает не с самими этими значениями, а с их разностями: сколько в одном месте прибыло, столько в другом месте убыло. Так что поводов трогать этот закон нет ровно никаких.