СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ

Вход или Регистрация

ПОМОЩЬ В ПАТЕНТОВАНИИ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФОРУМ Научно-техническая библиотекаНаучно-техническая библиотека SciTecLibrary
 
Cтатьи и Публикации    Астрономия    Наблюдения и расчеты (методики) ЭМПИРИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ ТЕМНОЙ ЭНЕРГИИ (?)

ЭМПИРИЧЕСКИЕ ФОРМУЛЫ ТЕМНОЙ ЭНЕРГИИ (?)

© Владимир Авданин

 

Контакт с автором: avdanin@mail.ru

 

В соответствии с современной моделью космологии, известной как лямбда-CDM модель, которая хорошо соответствует имеющимся космологическим наблюдениям [1], плотность энергии вакуума во Вселенной составляет 0,721±0,015 от критической плотности, при этом плотность энергии обычной холодной барионной материи составляет 0,0462±0,0015, а плотность холодной тёмной материи составляет 0,233 ± 0,013 от критической плотности, что в сумме даёт 0,279 ±0,015 (рис.1). По современным представлениям Вселенная представляет собой совокупность областей, разделённых пустотами, в которых практически нет светящейся материи. Эти области пустот имеют размер порядка сотни мегапарсек. Логично предположить, что такая регулярная структура (рис.2) обусловлена свойствами самой материи, а также взаимосвязью между отдельными ее параметрами. Однако до сих пор не найдено ни одного способа вывести из физики элементарных частиц чрезвычайно малое значение космологической константы, определённое в космологии.

 

                                  

Рис.1                                                                       Рис.2

В данной статье предлагается для рассмотрения: - Во-первых, эмпирическая формула [выражение (1)], связывающая между собой соотношения видимой и темной массы и энергии на различных уровнях строения космоса – от Солнечной системы до Вселенной. - Во-вторых, эмпирическая формула [выражение (6)], выражающая зависимость для галактик между массой центральной черной дыры и массой сфероидальной составляющей или массой самой галактики, а также между массой отдельной звезды и массой ее окружения (планетарной системы). - В-третьих, эмпирические формулы [выражения (9) и (10)] для плотности энергии вакуума.

Предлагаемые рекурентные формулы содержат параметр, содержащий две константы – константу сильного взаимодействия и константу тонкой структуры.

I. Формула первая

Введем обозначения: MΣ - суммарная масса, которая в свою очередь имеет следующие составляющие - MD - темная масса , MV - видимая (барионная) масса , E/ с2- энергия , выраженная в единицах массы, - включает в себя видимую энергию EV и темную энергию ED , при этом MΣ = MD+ MV+ E/ с2.

[1] - Параметры ΛCDM модели по данным WMAP (WMAP Recommended Parameter Values)

Путем анализа данных наблюдений и существующих космологических моделей найдена следующая эмпирическая формула:

(1)

отсюда

(2)

Первое. Формула окажется справедливой для наблюдаемой Вселенной, если подставить следующие значения величин, которые взаимозависимы:

MΣ / MΣ = 1,0; MD / MΣ = 0,23198; MV / MΣ = 0,03988; ED / MΣ с2= 0,72813. Второе. Если точно определить одну из величин, то остальные определятся однозначным образом. Чтобы убедиться, что зависимость (1) не является случайным совпадением, а отражает закономерность, необходимо проверить ее не только для масштаба Вселенной, но и на областях меньшего масштаба. Для этого можно использовать данные, связанные с так называемым эффектом “Пионера”. Известно, что космические аппараты “Пионер-10” и “Пионер-11” имеют необъяснимое торможение, равное (8,7±1,3)e-10 м/с^2. Это означает, что дополнительное тяготение солнечной системы, ответственное за торможение, обусловлено скрытой массой MD = (2÷2,8)e+27 кг, часть из которой может являться видимой массой (пока не обнаруженной), другая, основная, часть – темной энергией и темной массой Солнечной системы. Формула окажется также справедливой и для Солнечной системы, если подставить следующие относительные значения: MΣ /MΣ = 1,0; MD / MΣ = 0,0012315; MV / MΣ = 0,998767; ED / MΣ2 = 1,51659e-6, что будет соответствовать ( в зависимости от выбора абсолютного значения MΣ ) следующим абсолютным значениям:

MΣ = 1,9943e+30 кг, MD = 2,456e+27 кг, MV = 1,99184e+30 кг, E 2 = 3,0245e+24 кг.

Итак, зависимость (1) верна для двух проверенных случаев, при этом для Солнечной системы -

(3)

а для Вселенной -

(4)

Оба случая взаимосвязаны между собой, другими словами, значения масс и энергии Солнца и Вселенной укладываются в одну последовательность. Чтобы показать это, обобщим выражения (3) и (4), введя рекурентную формулу для kn :

Так, при n = 1, kn = kS ,

при n = 5, kn = kU .

Таким образом,

(5)

где 13,399048 – константа сильного взаимодействия, α = 0,007297352…константа тонкой структуры,

m p, m е - масса протона и электрона соответственно.

Итак, выражение (5) может быть справедливым, для различных уровней n структуры Вселенной, по крайней мере, для Солнечной системы (n = 1) и для Вселенной в целом (n = 5).

Значения kn для различных n представлены в таблице 1.

 

II. Формула вторая.

 Наблюдения центральных областей галактик и квазаров обнаружили важную зависимость между массой центральной черной дыры (определенной динамически) и массой сфероидальной составляющей галактики (в случае эллиптической галактики это просто масса самой галактики), определяемой по соотношению масса-светимость. Как для нормальных галактик, так и для активных ядер галактик масса центральной черной дыры MBH пропорциональна массе балджа MBAL в широком диапазоне масс:

MBH =( 0,001÷0,002) MBAL [2]

Эта пропорциональность означает скрытую связь центральной черной дыры со сферической подсистемой звезд галактики. Аналогичная связь может существовать между отдельной звездой и ее ближайшим окружением, генетически связанным с ней, т.е. с планетарной системой, гало и пр. Данная связь определяется циркуляцией темной энергии и темной материи и их балансом с барионной материей звезды и ее окружения. Предположим, что сумма темной массы и темной энергии галактики равна массе балджа, а сумма темной массы и темной энергии системы звезды (например, Солнечной системы) равна суммарной массе ее планетарной системы. Другими словами, балдж играет роль планетарной системы для галактики.

[2] – astronet.ru Лекции по Общей Астрофизике для Физиков

 

Данное утверждение находит выражение в следующей эмпирической формуле:

(6)

Рассмотрим ее.

Первое. При n = 1 формула (6) примет вид:

(7)

С одной стороны, это соответствует результату [2] и делает более осмысленным наблюдение галактических объектов.

С другой стороны, выполняя проверку формулы (6) для Солнечной системы, и, полагая, что MP =MD+ED = 2,658e+27, где MP – масса планетарной системы Солнца, найдем:

, что соответствует (7), и, таким образом, суммарная масса планетарной системы Солнца действительно равна сумме темной массы и темной энергии Солнечной системы. Это означает принципиальную возможность определения величины планетарной и астероидной массы, еще не зарегистрированной в наблюдениях. По предварительным оценкам, величина этой массы составляет ~ 1,9e+24кг, т.е. одну третью часть массы Земли.

Второе. При n = 5 формула (6) примет вид

(8)

и окажется справедливой применительно к Вселенной, если подставить следующие значения -

MD / MΣ = 0,23009; MV / MΣ = 0,03956; ED / с2 + MD = 0,95933; ED / с2 = 0,72813 -

что соответствует (8).

III. Плотность энергии вакуума.

По последним данным плотность энергии вакуума во Вселенной составляет ΩΛ = 0,721±0,015 от критической плотности. Вернемся к выражению (2) и запишем:

Темная энергия – это форма энергии, имеющая отрицательное давление, которое должно порождать антигравитацию, следовательно, ED – отрицательная величина. Однако, в правой части выражения все величины положительные. Данное противоречие устраняется, если в правую часть ввести j = , при этом j2 = -1:

(9)

- это означает, что M D – мнимая величина, а ED - величина комплексная. Это эмпирическое приближение, имеющее физический смысл, анализ которого не входит в задачу этой статьи.

Из выражения (4) следует, что модуль значения темной энергии и плотности энергии вакуума может иметь следующее математическое приближение при n=5

(10) в долях критической плотности,

где α1 и α – константа сильного взаимодействия и константа тонкой структуры, 13,399048 – константа сильного взаимодействия,

m p, m е - масса протона и электрона соответственно.

В заключении предлагается таблица значений величин в соответствии с выражением (5):

Таблица 1

n

(MD+MV)/MD

kn

MD

MD+MV

MV

ED

-1

3,52276E-09

1,24098E-17

-2,2874E+25

-8,0581E+16

2,28745E+25

8,05814E+16

0

1,87176E+14

3,50348E+28

5,34257E-15

≈1

≈1

2,8543E-29

1

812,0192126

659375,202

0,00123146

0,99999848

0,998766987

1,51659E-06

2

19,33418062

373,81054025

0,05158351

0,99732485

0,94574134

0,00267515

3

4,33540384

18,79572649

0,21838713

0,94679642

0,72840928

0,05320358

4

1,93824432

3,75679105

0,37859798

0,73381538

0,35521740

0,26618462

5

1,17191300

1,37338008

0,23198774

0,27186944

0,03988171

0,72813056

6

0,83058938

0,68987872

-0,54121826

-0,44953014

0,09168812

1,44953014

7

0,64662510

0,41812402

-2,15215105

-1,39163489

0,76051616

2,39163489

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Попытка совместного решения уравнений (2) и (9) с учетом EV, входящей в состав баланса MΣ , приводит к следующему результату

, (9-1)

что при табличном (таб.1) значении MD = 0,23198 дает значение MV + EV = 0,046 в долях критической плотности, что соответствует [1].

[1] - Параметры ΛCDM модели по данным WMAP (WMAP Recommended Parameter Values)

Дата публикации: 14 декабря 2008
Источник: SciTecLibrary.ru

Вы можете оставить свой комментарий по этой статье или прочитать мнения других в следующих разделах ФОРУМА:
Свернуть Защита интеллектуальной собственности и авторских прав
Диспуты по темам изобретательства. Вопросы по изобретениям, проблемы на пути изобретателей и методы их решения.
Патентование. Все о патентовании изобретений, полезных моделей, промышленных образцов и товарных знаков.
Нерешенные задачи. Здесь идет обсуждение нерешенных задач: безопорный двигатель, вечный двигатель, преодоление гравитации и пр.
Свернуть Точные науки и дисциплины
Дебаты по Теории Относительности Эйнштейна. Все кому не лень хотят опровергнуть Теорию Относительности Эйнштейна. Вам предоставляется слово для аргументации.
Физика, астрономия, математические решения. Физико-математические вопросы, наблюдения, исследования, теории и их решение.
Физика альтернативная. Новые взгляды на физические законы, теории, эксперименты, не вписывающиеся в общепринятые законы физики.
Teхника, узлы, механизмы, электроника и аппаратура. Все про технику, приборы, детали, узлы и механизмы. Электроника, компьютеры, программное обеспечение. Новые технические решения в самых разных областях.
Биология, Генетика, Все о жизни. Генетика и другие вопросы биологии. Их развитие. Медицина. Биотехнологии, агротехника и сельское хозяйство. Эволюционные теории и альтернативные им.
Химия. Вопросы по химическим технологиям, разработкам и применению химических материалов. Химические элементы и их свойства.
Геология, все о Земле и ее обитателях. Геология, метеорология, антропология, сейсмология, атмосферные явления и непознанные эффекты природы.
Свернуть Мозговой штурм
Генератор решений. Здесь Вы можете заработать реальные деньги, помогая решать фирмам, предприятиям и частным лицам те или иные технические задачи, которые перед ними стоят. Те, кто ставят задачи перед участниками должны обозначить гонорар за ее решение и перевести указанную сумму на общий счет генератора.
Головоломки. Если у Вас есть желание поломать голову над интересными логическими задачами - Вам сюда.
Гипотезы. В этой теме идет обсуждение гипотез и предположений, основанных чисто на теории и логике.
Найди ляп! Этот раздел для тех, кто хочет мысленно расслабиться. Он посвящен задачам по поискам ляпов, которые встречаются в литературе, интернете, кино и на телевидении.
Свернуть Взгляд в будущее и настоящее
Глобальные темы. Вопросы касающиеся всех. Глобальные угрозы и злободневные темы современности.
Наука и ее развитие. Все о развитии науки, направлениях и перспективах движения научной мысли и знаний.
Новая Цивилизация. Принципы социального устройства новой цивилизации. Увеличение роли созидательного интеллекта... Отдалённые перспективы развития человечества...
Вопросы без ответов. Этот раздел посвящен вопросам и проблемам, которые до сих пор не решены. Предлагайте свои решения.
Военная стратегия и тактика современных боевых действий. Об особенностях современного военного искусства. Проблемные вопросы теории и практики подготовки вооруженных сил к войне, её планирование и ведение в различных конфликтах на планете.
Свернуть Гуманитарные науки и дисциплины
Философские дискуссии. Диспуты по вопросам жизни, сознания, бытия и иных философских понятий.
Экономика. Вопросы по экономике и о путях развития России и других стран.
Социология, Политология, Психология. В этом разделе обсуждаются вопросы, как отдельных частных исследований данных наук, так и проблема соотношения этих наук с остальными.
Образование. Все об образовании: как учить, кому учить, чему учить и кого учить.
Религия и атеизм. Вопросы религий и атеистические взгляды, религиозные споры.

Хотите разместить свою статью или публикацию, чтобы ее читали все?
Как это сделать - узнайте здесь.

Назад

 
О проекте Контакты Архив старого сайта

Copyright © SciTecLibrary © 2000-2017

Агентство научно-технической информации Научно-техническая библиотека SciTecLibrary. Свид. ФС77-20137 от 23.11.2004.