Эйнштейн-де Ситтер представляет собой модель Вселенной , предложенный Эйнштейном и Виллем де Ситтер в 1932 г. [1] На первом обучения Эдвин Хаббло открытие «s линейного соотношения между красным смещением галактик и их расстоянием, [ 2] Эйнштейн установил космологическую постоянную равной нулю в уравнениях Фридмана , что привело к модели расширяющейся Вселенной, известной как Вселенная Фридмана-Эйнштейна . [3] [4] В 1932 году Эйнштейн и Де Ситтер предложили еще более простую космическую модель, предположив исчезающую пространственную кривизну.а также исчезающая космологическая постоянная. Говоря современным языком, Вселенная Эйнштейна – де Ситтера может быть описана как космологическая модель для плоской, состоящей только из материи, Вселенной с метрикой Фридмана – Лемэтра – Робертсона – Уокера (FLRW). [5] [6] [7]
В этой модели Эйнштейн и де Ситтер вывели простую связь между средней плотностью материи во Вселенной и ее расширением согласно H 0 2 = кρ / 3, где H 0 - постоянная Хаббла , ρ - средняя плотность материи и к - гравитационная постоянная Эйнштейна . Размер Вселенной Эйнштейна – де Ситтера изменяется со временем как, что в 2/3 раза превышает возраст Хаббла . Вселенная Эйнштейна – де Ситтера стала стандартной моделью Вселенной на многие годы из-за своей простоты и из-за отсутствия эмпирических доказательств либо пространственной кривизны, либо космологической постоянной. [8] [9] Это также представляет собой важный теоретический случай вселенной с критической плотностью материи, находящейся на грани возможного сжатия. Однако более поздние обзоры космологии Эйнштейном проясняют, что он видел в этой модели только одну из нескольких возможностей для расширяющейся Вселенной. [10] [11] [12]
Вселенная Эйнштейна – де Ситтера была особенно популярна в 1980-х годах, после того как теория космической инфляции предсказала, что кривизна Вселенной должна быть очень близкой к нулю. Этот случай с нулевой космологической постоянной подразумевает модель Эйнштейна – де Ситтера, и была разработана теория холодной темной материи , первоначально с космическим бюджетом материи около 95% холодной темной материи и 5% барионов. Однако в 1990-х годах различные наблюдения, включая кластеризацию галактик и измерения постоянной Хаббла, привели к все более серьезным проблемам для этой модели. После открытия ускоряющейся Вселенной в 1998 г. и наблюдений космического микроволнового фона и обзоров красного смещения галактик в 2000–2003 гг. В настоящее время принято считать, что темная энергия составляет около 70 процентов нынешней плотности энергии, в то время как холодная темная материя дает около 25 процентов, как в современной модели Лямбда-CDM .
Модель Эйнштейна – де Ситтера остается хорошим приближением к нашей Вселенной в прошлом при красных смещениях между 300 и 2, то есть намного позже эпохи доминирования излучения, но до того, как темная энергия стала важной.
Смотрите также
Примечания и ссылки
- ^ Эйнштейн; и Де Ситтер (1932). «О связи между расширением и средней плотностью Вселенной» . Труды Национальной академии наук . 18 (3): 213–214. Bibcode : 1932PNAS ... 18..213E . DOI : 10.1073 / pnas.18.3.213 . PMC 1076193 . PMID 16587663 .
- ^ Хаббл, Эдвин (1929). «Связь между расстоянием и лучевой скоростью внегалактических туманностей» . Труды Национальной академии наук . 15 (3): 168–173. Bibcode : 1929PNAS ... 15..168H . DOI : 10.1073 / pnas.15.3.168 . PMC 522427 . PMID 16577160 .
- ^ Эйнштейн, Альберт (1931). "Zum kosmologischen Problem der allgemeinen Relativitätstheorie". Sitzungs.König. Preuss. Акад. : 235–237.
- ^ О'Рейфартай и Макканн (2014). «Повторное посещение космической модели Эйнштейна 1931 года». Евро. Phys. J. Н . 39 (1): 63–86. arXiv : 1312.2192 . Bibcode : 2014EPJH ... 39 ... 63O . DOI : 10.1140 / epjh / e2013-40038-х .Препринт по физике ArXiv
- ^ Ларс Бергстрём и Ариэль Губар : " Космология и астрофизика элементарных частиц ", 2-е изд. Спрингер (2004), стр. 70 + 77. ISBN 3-540-43128-4 .
- ^ Кан, Карла; Кан, Франц (1975). «Письма Эйнштейна де Ситтеру о природе Вселенной». Природа . 257 (5526): 451–454. Bibcode : 1975Natur.257..451K . DOI : 10.1038 / 257451a0 . ISSN 0028-0836 .
- ^ Эйнштейн, Альберт; Де Ситтер, Виллем (1932). «О связи расширения и средней плотности Вселенной» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 18 (3): 213–214. Bibcode : 1932PNAS ... 18..213E . DOI : 10.1073 / pnas.18.3.213 . ISSN 0027-8424 . PMC 1076193 . PMID 16587663 .
- ^ Краг, Хельге (1999). Космология и противоречие . Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета . п. 35 .
- ^ Нуссбаумер, Гарри (2009). Открытие расширяющейся Вселенной . Кембридж: Издательство Кембриджского университета . С. 144–152.
- ^ Эйнштейн, Альберт (1945). Значение относительности (2-е изд.). Нью-Йорк: Рутледж . С. 112–135.
- ^ Эйнштейн, Альберт (1933). La Theorie de la Relativité . Париж: Hermann et Cie, стр. 99–109.
- ^ О'Рейфартай, О'Киф; Нахм; Миттон (2015). « ' Космология обзор Эйнштейна 1933: новый взгляд на модели Эйнштейна-де Ситтера из космоса». Евро. Phys. Дж . 40 (3): 63–85. arXiv : 1503.08029 . DOI : 10.1140 / epjh / e2015-50061-у .