Темная энергия и закон Хаббла

[yriu.l]

Уважаемые коллеги.
Как-то "интересно" обсуждается природа темной энергии (ТЭ), 30 сообщений а конкретики невидно, а это главная загадка 20-21 века, это вызов фундаментальной науке.
Я предлагаю вернуться к обсуждению природы ТЭ, в этом направлении, через призму ОТО, просматривается интереснейшее оптическое глобальное явление, можно ли его интерпретировать как ТЭ, судить не мне.
В чем суть этого явления.
В космологии расстояния до далеких объектов измеряются двумя методами (стандартные линейки), это по красному Хаббловскому смещению – линейная зависимость от расстояния, и по светимости сверхновых (стандартных свеч) – квадратичная зависимость от расстояния. Несоответствие светимости сверхновых (более тусклые) к красному смещению спектра галактики рассматривается в космологии как ускоренное расширение Вселенной или проявление ТЭ. Я, как неопытный космолог, могу усомниться в этих стандартах и поставить вопрос: насколько линеен закон Хаббла или, какие физические факторы могут дополнительно влиять на космологическое красное смещение.
Обратимся к работе Зельдовича и Новикова «Строение и эволюция Вселенной» http://alexandr4784.narod.ru/zn_2.htm, где в главе 3.5. – уравнение (10) приведена формула полного закона Хаббла, с учетом синего гравитационного смещения, я её приведу в более удобной форме:
$1+Z(R)-2/3\pi \rho G R^2/C^2=V(R)/Vo$ (1)
Где: $\rho$ - критическая плотность вещества во Вселенной, $Z(R)$ – космологическое красное смещение, $V(R)$ – наблюдаемая частота, $Vo$ – истинная частота, $C$ - скорость света.
Уравнение (1) интересно своим содержанием, в него входит константа $2/3\pi \rho G$, назовем её константой гравитационного смещения $\Lambda_{grav}$, которая по форме записи аналогична космологической константе Эйнштейна $\Lambda_{cosm}=4/3\pi \rho G$ в первоначальном варианте, (см. в работе И.Д.Новикова http://physiclib.ru/books/item/f00/s00/ ... t013.shtml (25)). Но мы все знаем, что $\Lambda_{cosm}$ описывает состояние ТЭ, вот чем уникальна формула (1), в ней изначально теоретически был заложен эффект под интерпретацию ТЭ, но это был 1975г.
К сожалению авторы посчитали, что эффект синего смещения слаб, чтобы его учитывать, (см. глава 3.12. стр.123-124), но это не так. Посмотрите внимательно, насколько полно уравнение (1) описывает, и как следствие, объясняет диаграммы Хаббла (http://postnauka.ru/longreads/10361 рис38), на основании которых была открыта ТЭ.
Например: для Хаббловского красного смещения равному $Z(R)=0.7$ поправка на синее смещение составит $Z(R) =0.7^2/2=0.25$, для больших Zхаббл смещений поправка стремится к единице. Тогда полный закон Хаббла в точности соответствует современным диаграммам Хаббла с ТЭ, получается что ТЭ это естественное природное явление, вытекающее из следствий ОТО.
Кстати, уравнение (1) Вы ни где не найдете в космологии, и это как-то странно.
Выводы.
Гравитационное синее смещение в виде поправки для полного закона Хаббла, это и есть ТЭ, это чисто оптическое явление и к динамике эволюции Вселенной никакого отношения не имеет, поэтому поправка, в виде $\Lambda$-члена из уравнения состояния Эйнштейна,
$R_{\mu\nu} - \frac{1}{2}Rg_{\mu\nu}+\Lambda g_{\mu\nu} = 8\pi GT_{\mu\nu}/C^4$
должна быть изъята,
$R_{\mu\nu} - \frac{1}{2}Rg_{\mu\nu} = 8\pi GT_{\mu\nu}/C^4$
и должна учитываться только в законе Хаббла, что автоматически снимает проблему ТЭ, её попросту не существует.
Ваше мнение коллеги.
Юрий Любашенко.

[EvilPhysicist]

yriu.l в сообщении #749851 писал(а):

Ваше мнение коллеги.

Мое мнение.
Во-первых, мы не коллеги.
Во-вторых, нельзя вытащить $\Lambda$ из ур-ний Эйнштейна и не вытащить из закона Хаббла. И, думаю, вы нам не сможете сказать, почему.
В-третьих,

yriu.l в сообщении #749851 писал(а):

получается что ТЭ это естественное природное явление, вытекающее из следствий ОТО.

если бы было так, то умные люди не стали бы строить всякие эф от эры, инфлатроны и браневорлды, а пошли бы пить чай с печенками.

[longstreet]

(Оффтоп)

yriu.l в сообщении #749851 писал(а):

30 сообщений а конкретики невидно, а это главная загадка 20-21 века

Да, я тоже думал, что эту проблему удастся решить на форуме сообщений за 5-6.

[Aer]

Тема перемещена в Карантин.

Запишите формулы в соответствии с требованиями Правил форума, т.е. в $\TeX$.
Краткие инструкции можно найти здесь: topic8355.html и topic183.html.
Кроме этого, в теме Видео-пособия для начинающих форумчан можно посмотреть видео-ролик "Как записывать формулы".

После того как исправите сообщение, сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.

[Aer]

Тема перемещена из раздела Карантин в раздел Дискуссионные темы (Ф).

[Munin]

(Оффтоп)

yriu.l в сообщении #749851 писал(а):

Я, как неопытный космолог

Доставило...

yriu.l в сообщении #749851 писал(а):

Кстати, уравнение (1) Вы ни где не найдете в космологии, и это как-то странно.

Раз вы его нашли в книге Зельдовича-Новикова, которая базовый учебник по космологии, то вы его нашли в космологии.

А вы знаете, откуда эта формула выводится?

Ссылки на книги приводятся в виде "Автор, название, [год], [где скачать]". А не как у вас "где скачать", без названия.

Поясняю:
Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Строение и эволюция Вселенной. (ваша первая ссылка)
Новиков И. Д. Эволюция Вселенной. (ваша вторая ссылка)

Нюанс в том, что первая книга - серьёзный учебник, а вторая - популярная.

[yriu.l]

EvilPhysicist в сообщении #749901 писал(а):

Во-вторых, нельзя вытащить $\Lambda$ из ур-ний Эйнштейна и не вытащить из закона Хаббла. И, думаю, вы нам не сможете сказать, почему.

Уважаемый EvilPhysicist.
Пожалуйста, сформируйте свое сообщение так, чтобы оно было логически читаемо.

EvilPhysicist в сообщении #749901 писал(а):

yriu.l в сообщении #749851
писал(а):
получается что ТЭ это естественное природное явление, вытекающее из следствий ОТО.
если бы было так, то умные люди не стали бы строить всякие эф от эры, инфлатроны и браневорлды, а пошли бы пить чай с печенками.

Я ничего нового не придумал и не вношу, и это даже не версия, это обыкновенный вопрос к знатокам: почему гравитационное синее смещение спектра не учитывается в космологии, конкретно: в формуле Зельдовича - Новикова (вступительная статья (1)), поправка на синее смещение по всей стреле времени, здорово ассоциируется с эволюцией темной энергии, тогда давайте её учтем и пойдем спокойно пить чай с печенками.

-- 31.07.2013, 14:09 --

Munin в сообщении #750527 писал(а):

Раз вы его нашли в книге Зельдовича-Новикова, которая базовый учебник по космологии, то вы его нашли в космологии.

Я с Вами согласен, логика железная, я имел в виду, что после открытия темной энергии уравнение полного закона Хаббла (вступительная статья (1)) в космологии нигде не рассматривается.

Munin в сообщении #750527 писал(а):

А вы знаете, откуда эта формула выводится?

Эта формула вытекает из решений Пуассона.
По поводу правильности написания ссылок, большое спасибо, это моя невнимательность.

[EvilPhysicist]

yriu.l в сообщении #750732 писал(а):

Пожалуйста, сформируйте свое сообщение так, чтобы оно было логически читаемо.

Извольте. Вы ничего не понимаете, лучше почитайте еще учебники.

yriu.l в сообщении #750732 писал(а):

Я ничего нового не придумал и не вношу

Еще как придумали.
Например вы придумали

yriu.l в сообщении #749851 писал(а):

Гравитационное синее смещение в виде поправки для полного закона Хаббла, это и есть ТЭ

Не говоря уже про бред

yriu.l в сообщении #749851 писал(а):

поправка, в виде $\Lambda$-члена из уравнения состояния Эйнштейна должна быть изъята и должна учитываться только в законе Хаббла

yriu.l в сообщении #750732 писал(а):

почему гравитационное синее смещение спектра не учитывается в космологии

Потому что мало по сравнению с красным.

yriu.l в сообщении #750732 писал(а):

поправка на синее смещение по всей стреле времени, здорово ассоциируется с эволюцией темной энергии

Нет. Она никак не оссоциируется, что бы это не значило темной энергией.
Учет синего смещения в спектре галактики это учет того, что некоторое вещество приближается к нам. То, что поправка эта мала означает только лишь то, что вещество в основном разлетается.

То же, что вы предлагаете просто бред сумашедшего. Именно буквально бред.

Хотя бы потому что под темной энергией подразумевается другое отклонение о закона Хабла. Не добавляющее синее смещение, а увеличивающее красное. Не говоря уже про то, что закон Хабли выводится из уравнений Эйнштейна и ничего подобного

yriu.l в сообщении #749851 писал(а):

поправка, в виде $\Lambda$-члена из уравнения состояния Эйнштейна должна быть изъята и должна учитываться только в законе Хаббла

сделать не получится.

[Munin]

yriu.l в сообщении #750732 писал(а):

Я ничего нового не придумал и не вношу, и это даже не версия, это обыкновенный вопрос к знатокам: почему гравитационное синее смещение спектра не учитывается в космологии, конкретно: в формуле Зельдовича - Новикова (вступительная статья (1))

Ответ очень простой: оно - артефакт рассмотрения при помощи неверной теории (теории тяготения Ньютона), и при переходе к правильной теории (ОТО и модели Фридмана-Леметра) оно исчезает. В теории тяготения Ньютона, на самом деле, не получается корректно этой величины

$$\Delta\varphi=\dfrac{2\pi}{3}G\rho R^2,$$

а получается неопределённый ответ. Неопределённость можно снять разными способами, ни один из которых не оправдан физически, и получить в результате и $\Delta\varphi,$ и $0,$ и $-\Delta\varphi,$ и вообще любое другое число. Если исходить из симметрии задачи, и надуманно брать интеграл только по шару, то действительно, получается $\Delta\varphi$ (это называется в математике главным значением интеграла, не имеющего значения в обычном смысле). Но физически такой выбор ничего не значит, и ничем не обоснован.

Именно эту проблему неопределённости справляется решать ОТО, и при правильном вычислении получается нуль. Точнее, получается одно слагаемое, которое, в зависимости от выбора координат, можно приписать либо целиком эффекту Доплера (так обычно делают в популярных изложениях), либо целиком гравитации, либо поделить между ними в любой пропорции. Частично взаимное сокращение слагаемых можно увидеть уже в формуле (3.5.11) Зельдовича-Новикова.

[yriu.l]

Уважаемый Munin.
Я с Вами согласен, в космологии ОТО и модели Фридмана-Леметра берутся за основу и при вычислении $\Delta \varphi$ получается ноль. Вернуться к
$\Delta \varphi = 2/3\pi\rho G R^2$ (1)
вынуждает необъяснимое совпадение связанное с ТЭ, в формулу (1) входит константа , постоянная Эйнштейна, которая через 75лет «вдруг» в точности стала описывать уравнение состояния ТЭ, это неестественно, таких совпадений в природе не бывает и требует каких либо объяснений. Каков физический смысл постоянной Эйнштейна, ответ на этот вопрос равнозначен ответу: что такое ТЭ, я приведу свое видение этой проблемы.
Упростим задачу и рассмотрим поставленный вопрос на момент открытия ТЭ, т.е. без ТЭ. Динамика расширения Вселенной напрямую связана с тормозным ускорением, явно гравитационного происхождения, возникновению тормозного ускорения всегда предшествует формирование разности потенциалов, получается что гравитационное поле Вселенной эволюционирует по всей стреле времени. Вселенная на больших масштабах однородна и изитропна, под этим фактом в космологии подразумевается и однородность гравитационного поля Вселенной в целом, но в однородных полях ускорения не возникают.
Подойдем к этой проблеме с энергетической стороны, энергия квантов дошедших до нас от дальних объектов, согласно закону Хаббла, падает пропорционально расстоянию и для бесконечности стремится к нулю, например: энергия реликтового излучения упала более чем в 1000раз. Гравитация это тоже энергия, которая также должна подчиняться закону космологического расширения, например: Если гравитационный потенциал наблюдателя равен $-C^2$, то по стреле времени назад ГП, как и энергия квантов, должны стремиться к нулю. Кстати, только так соблюдается баланс нулевых энергетических условий в динамике развития Вселенной (отрицательная гравитационная энергия Вселенной строго равна положительной энергии всего вещества и излучения). Тогда формулу (1) можно рассматривать как закон Хаббла применительно к гравитационному полю Вселенной, а это и есть физическое содержание постоянной Эйнштейна, соответственно и ТЭ.
Юрий.

[Munin]

yriu.l в сообщении #751075 писал(а):

постоянная Эйнштейна, которая через 75лет «вдруг» в точности стала описывать уравнение состояния ТЭ, это неестественно, таких совпадений в природе не бывает и требует каких либо объяснений.

Такие совпадения "в природе" бывают. Например, Максвелл нашёл решение уравнений, которое через 30-40 лет (точно не помню) в точности стало описывать радиоволны в опытах Герца и Попова. А Ньютон в 17 веке (!) нашёл решения для искусственных спутников Земли, запущенных впервые только через 300 лет.

Кроме того, уравнение состояния ТЭ в точности не известно, а $p=-\varepsilon$ - это просто простейшая подходящая гипотеза. Есть и другие гипотезы, они ещё не отвергнуты, и рассматриваются в науке. Так что и совпадения-то особого нет.

yriu.l в сообщении #751075 писал(а):

Динамика расширения Вселенной напрямую связана с тормозным ускорением

Вам EvilPhysicist уже указал, что вы в знаке ошиблись.

yriu.l в сообщении #751075 писал(а):

возникновению тормозного ускорения всегда предшествует формирование разности потенциалов

Это бред.

yriu.l в сообщении #751075 писал(а):

но в однородных полях ускорения не возникают

И это бред.

yriu.l в сообщении #751075 писал(а):

Подойдем к этой проблеме с энергетической стороны, энергия квантов дошедших до нас от дальних объектов, согласно закону Хаббла, падает пропорционально расстоянию и для бесконечности стремится к нулю

Нет, там не линейная пропорциональность, и к нулю оно стремится совсем не для бесконечности.

yriu.l в сообщении #751075 писал(а):

Гравитация это тоже энергия

Нет, гравитация - это физическое явление, довольно сложное (взаимодействие), и одним параметром (энергия) его описать нельзя.

yriu.l в сообщении #751075 писал(а):

Если гравитационный потенциал наблюдателя равен $-C^2$, то по стреле времени назад ГП, как и энергия квантов, должны стремиться к нулю.

Ровно наоборот. В ньютоновской модели он как раз стремится к бесконечности. А в неньютоновской (ОТО) вообще нельзя ввести гравитационный потенциал.

yriu.l в сообщении #751075 писал(а):

Кстати, только так соблюдается баланс нулевых энергетических условий в динамике развития Вселенной (отрицательная гравитационная энергия Вселенной строго равна положительной энергии всего вещества и излучения).

Вы опять где-то в знаке ошиблись. Такой баланс (если он и есть) соблюдается именно за счёт того, что в будущем все энергии стремятся к нулю. А не в прошлом.

yriu.l в сообщении #751075 писал(а):

Если гравитационный потенциал наблюдателя равен $-C^2$

Кстати, при этом условии наблюдатель оказывается в чёрной дыре, а понятие гравитационного потенциала теряет смысл.

[myhand]

yriu.l в сообщении #751075 писал(а):

в формулу (1) входит константа , постоянная Эйнштейна, которая через 75лет «вдруг» в точности стала описывать уравнение состояния ТЭ, это неестественно, таких совпадений в природе не бывает и требует каких либо объяснений

Совпадения чего с чем?

Буковку одинаковую в уравнениях использовали? Так возникла эта буковка из разных соображений, оценки численного значения физической величины, связанной с буковкой - были разные (если были вообще).

Тем более, у вас даже буковки - разные. Только вместо того, чтобы выяснить в книжке, что за физический смысл связывается с буковками - вы начали ковыряться в носу...

[dvb]

yriu.l в сообщении #749851 писал(а):

приведена формула полного закона Хаббла, с учетом синего гравитационного смещения, я её приведу в более удобной форме:
$1+Z(R)-2/3\pi \rho G R^2/C^2=V(R)/Vo$ (1)
Где: $\rho$ - критическая плотность вещества во Вселенной, $Z(R)$ – космологическое красное смещение, $V(R)$ – наблюдаемая частота, $Vo$ – истинная частота, $C$ - скорость света.

yriu.l в сообщении #749851 писал(а):

Уравнение (1) интересно своим содержанием, в него входит константа $2/3\pi \rho G$, назовем её константой гравитационного смещения $\Lambda_{grav}$, которая по форме записи аналогична космологической константе Эйнштейна $\Lambda_{cosm}=4/3\pi \rho G$ в первоначальном варианте

Смотрю на это, и думаю следующее:
Эйнштейн ввел свою постоянную именно для того, чтобы иметь плоскую, однородную и стационарную вселенную.
Вопрос: с позиции ОТО в такой вселенной видели бы мы космологическое синее смещение?
Лично я был бы удивлен. Одно дело, когда само пространство сжимается, или расширяется - тут деваться ему некуда...

[Munin]

dvb в сообщении #751156 писал(а):

Эйнштейн ввел свою постоянную именно для того, чтобы иметь плоскую, однородную и стационарную вселенную.
Вопрос: с позиции ОТО в такой вселенной видели бы мы космологическое синее смещение?

Нет.

[Someone]

dvb в сообщении #751156 писал(а):

Эйнштейн ввел свою постоянную именно для того, чтобы иметь плоскую, однородную и стационарную вселенную.

Замкнутую, однородную, изотропную, статическую. Но не плоскую. Когда было обнаружено красное смещение, Эйнштейн назвал введение космологической постоянной самой большой своей ошибкой.