авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |
-- [ Страница 1 ] --

А. В. Клименко, В. А. Клименко

Вакуум, частицы, античастицы

и гравитация

(Общедоступное изложение)

Предисловие

Большинство учёных считает, что гравитация не

различает частицы и античастицы.

Ряд теоретиков предполагает, что это не так и между частицами и античастицами

существует антитяготение. В нескольких ведущих научных центрах мира предприни-

маются попытки экспериментально доказать это. Если антитяготение будет установ-

лено, то это окажет огромное влияние на развитие физики. Учёт антитяготения при ведёт к кардинальному изменению существующих представлений о динамике Все ленной, о барионной асимметрии окружающего нас мира, о механизмах зарождения структур во Вселенной, о сингулярностях и некоторых других проблемах физики. В сборнике излагается точка зрения авторов на гравитацию.

Критически оценивается содержание ОТО и приводятся аргументы в пользу необ ходимости её уточнения. Излагается суть предлагаемой теории гравитации, различа ющей частицы и античастицы, а также предполагающей гравитационную нейтраль ность вакуума и Вселенной в целом.

Показаны преимущества теории предполагающей симметрию Вселенной относи тельно частиц и античастиц перед теорией в которой эта симметрия нарушена. В рамках модели симметричной гравитационно-нейтральной Вселенной значительно проще, чем это принято в настоящее время, объясняются наблюдения для которых существенны космологические эффекты.

Качественно пояснён механизм распада ранней Вселенной на миры и антимиры.

Рассмотрены некоторые возможные варианты проверки предлагаемой теории в на блюдениях.

Для удобства, излагаемый материал разбит на квазинезависимые статьи в каждой из которых обсуждается тема вынесенная в заголовок статьи. Приводятся ссылки на статьи, в которых обсуждение проводится на более строгом уровне.

Статьи предназначены для широкого круга читателей, интересующихся пробле мами гравитации и космологии.

Содержание Частицы и античастицы во Вселенной.............................................. Тяготение и антитяготение.......................................................... Вакуумные формы материи и гравитация......................................... Гравитационно-нейтральная Вселенная............................................ Миры и антимиры.................................................................. Фотоны и антифотоны............................................................. Частицы и античастицы во Вселенной Клименко А. В., Клименко В. А.

Природа не может не воспользоваться красивой, математически элегантной возможностью П. А. М. Дирак 1 Частицы и античастицы В 1928 г. П.А.М. Дирак нашёл релятивистское квантовое волновое уравнение для точечных ча стиц со спином S = 1/2. Из анализа решений, найденного им уравнения, в 1931 г. Дирак де лает вывод о том, что оно, наряду с описани ем известных в то время электрона и протона, описывает также подобные им, но с противо положными по знаку электрическим зарядом и магнитным моментом частицы. Он предполага ет, что в природе такие частицы должны реаль но существовать. Для их обозначения он исполь зует приставку анти (антиэлектрон, антипро тон). Его выводы оказались пророческими. Уже в 1932 г. была открыта первая античастица по зитрон (антиэлектрон).

Позже было установлено, что античастицы существуют и у частиц с целым спином. Бы ло показано, что кроме электронов, протонов и фотонов, существует множество других частиц П. А. М. Дирак и соответствующих им античастиц. Подавляю (1902 г. 1984 г.) щая их часть является нестабильной. Конечны ми продуктами их распада являются стабиль ные частицы: электроны (e), протоны (p), связанные в ядрах нейтроны (n), ней трино () трёх сортов, фотоны (), а также их античастицы: e, p, n, и.

Сейчас существование для любой частицы, соответствующей ей античастицы пола гается саморазумеющимся. Считается, что некоторые частицы, например, фотоны, 0, K 0 -мезоны, совпадают со своими античастицами,см., например, в [1].

Концепция элементарных частиц как неизменных, неуничтожимых составляю щих материи оказалась не состоятельной. Частицы и античастицы могут рождаться и уничтожаться. В современной физике утвердилась концепция вечных зарядов и законов их сохранения. Этими зарядами являются: электрический, барионный и лептонный заряды Вселенной [1].

Главная отличительная черта частиц-античастиц их способность к аннигиля ции. Аннигиляция процесс превращения пар частица-античастица в другие эле ментарные частицы, рождение которых разрешено законами сохранения зарядов.

Конечными продуктами аннигиляции являются: электроны, фотоны, нейтрино и их античастицы, но, возможно, и другие слабовзаимодействующие, массивные частицы и их античастицы. Из последних, предположительно, состоит так называемая тём ная материя, природа которой, в настоящее время, ясна не вполне, см., например, [2]. В литературе, для слабовзаимодействующих массивных частиц тёмной материи используется обозначение в виде аббревиатуры WIMPs (W Weakly, I Interacting, M Massive, P Particles). Эти гипотетические частицы часто называют вимпами.

Для рождения пары частица/античастица необходима энергия не меньшая, чем 2 m c2, где m их масса. Рождение пар частица/античастица может происходить за счёт кинетической энергии сталкивающихся частиц. Если космическая среда на ходится в термодинамическом равновесии и имеет температуру T, то, в среднем, на каждую её частицу приходится кинетическая энергия порядка kB T, где kB постоян ная Больцмана. Чтобы в результате столкновения двух частиц произошло рождение пары частица/античастица, кинетическая энергия сталкивающихся частиц должна быть достаточно большой. Из равенства kB T = m c2 находят значение характерной температуры Tп = m c2 /kB, называемой пороговой [2].

Пороговая температура величина, используемая для оценки возможности рож дения частиц/античастиц массы m, в космической среде, имеющей температуру T.

Скорость рождения/уничтожения частиц/античастиц тем выше, чем значительнее превышение температуры космической среды над пороговой для рассматриваемой пары. В ранней Вселенной, при температурах космической среды заметно выше по роговой для частиц/античастиц рассматриваемого сорта, с большой скоростью шли процессы их рождения/уничтожения. Достигалось равенство скоростей их рожде ния и уничтожения, устанавливалось кинетическое равновесие между рассматри ваемыми частицами/античастицами и продуктами их аннигиляции. Для электрон– позитронных пар Tп 6 · 109 K, а для протонов/антипротонов Tп 1.2 · 1013 K. В космической среде при температурах больших 6 · 109 K много электрон–позитронных пар, при температурах больших 1.2 · 1013 K в ней много протон–антипротонных пар.

Аналогичные суждения могут быть высказаны и для других пар частица/античас тица.

При температурах заметно меньших пороговой, для рассматриваемых частиц/ан тичастиц, их рождение не происходит и они могут лишь аннигилировать.

2 Идея симметричной Вселенной Из частиц построено огромное многообразие веществ окружающего нас Мира. В тео рии нет запретов на существование антивещества и антимиров. В теорию частицы и античастицы входят равноправно. Учитывая это, естественно думать, что во Все ленной частицы и античастицы должны присутствовать в равных количествах.

Впервые предположение о симметрии Вселенной относительно частиц и антича стиц высказал Дирак в 1933г. в Нобелевской лекции.

Если мы станем на точку зрения, что полная симметрия между поло жительными и отрицательными электрическими зарядами является фун даментальным законом природы, то мы должны рассматривать как своего рода случайность, что Земля и, вероятно, вся Солнечная система содер жит избыток обычных электронов и положительных протонов. Вполне возможно, что некоторые звезды построены иным путём, именно, глав ным образом, из позитронов и отрицательных протонов. Конечно, в ми ре должно быть одинаковое число звёзд каждого сорта. Оба сорта звёзд будут иметь в точности одинаковые спектры, и в настоящее время нет возможности различить их каким-либо астрономическим методом.

П. А. М. Дирак. Нобелевская лекция 1933г.

Красивая идея симметричной по веществу и антивеществу Вселенной имела мно гочисленных сторонников. Применительно к различным явлениям во Вселенной она уже давно обсуждалась и изучалась. Приведём лишь несколько мнений по этому поводу.

Лауреат нобелевской премии Х. Альфвен: половина звёзд и комет в Галактике состоит из антивещества [3].

Академик АН СССР Константинов Б. П.: Некоторые метеоры состоят из антиве щества. Имеется корреляция между появлением отдельных метеоров и повышением интенсивности потоков высокоэнергичных гамма-квантов (E100Мэв) [4].

Известный английский астрофизик Омнес Р.: Разделение вещества и антивеще ства произошло в ранней Вселенной. Области вещества и антивещества разошлись на космологические расстояния [5].

3 Барионная асимметрия Фундаментальная физическая теория не отдаёт предпочтения частицам перед анти частицами, веществу перед антивеществом. Естественно было ожидать, что во Все ленной вещество и антивещество присутствует в равных количествах. Предпринима лись многочисленные попытки обнаружения антивещества. Идеи его обнаружения основываются на регистрации продуктов аннигиляции частиц и античастиц [6;

7].

Приведём лишь две из них.

1. Предполагают, что миры и антимиры могут сближаться и сталкиваться. Счита ют, что области интенсивной аннигиляции, на границе вещество–антивещество, должны быть мощными источниками -излучения. Их пытаются обнаружить, но они, по-видимому, не наблюдаются.

2. Ведётся поиск мощных точечных источников антинейтрино. Например, учиты вается, что при вспышках антисверхновых типа Ia с огромной скоростью идут реакции:

e + p n + e.

Количество выделяющихся e при вспышке 1057. Чувствительности нейтрин ных датчиков уже сейчас достаточно для наблюдения антисверхновых. Но их пока также не наблюдают.

На основании этих, а также множества других наблюдений утвердилось широ ко распространённое мнение: антивещества в современной Вселенной, в заметных количествах, нет.

Объяснение наблюдаемого перекоса окружающего нас мира в сторону частиц (вещества), является одной из фундаментальных проблем современной физической науки. В теории перекос наблюдаемой части Вселенной в сторону частиц опре деляют термином барионная асимметрия. Широко распространено мнение, что барионная асимметрия есть свойство современной Вселенной и она состоит лишь из вещества.

4 Лишние барионы Наблюдения показывают, что в современной Вселенной количество фотонов на де вять–десять порядков больше, чем барионов. В тоже время, в ранней Вселенной в эпохи до барион/антибарионной аннигиляции, их количества были приблизитель но одинаковыми [6;

2]. Считают, что в процессе аннигиляции количество барионов уменьшилось приблизительно в миллиард раз. При этом количество фотонов, ней трино и их античастиц возросло приблизительно вдвое. Все антибарионы проанни гилировали. Остались лишь лишние барионы, для которых не нашлось партнёров, а их в эпоху аннигиляции было приблизительно одна миллиардная часть от общего количества барионов. Параметр B 109 1010, определяющий соотношение меж ду количествами барионов и фотонов в современной Вселенной, является одним из важнейших параметров в космологии. Считают, что он определяет долю лишних барионов во Вселенной на начало эпохи их аннигиляции.

Считается, что во Вселенной, на всех этапах её эволюции, отсутствовал регу лярный механизм разделения частиц и античастиц и в ранней Вселенной они были равномерно перемешаны. С учётом этого показано, что если бы Вселенная была зарядово симметричной, то к настоящему времени все частицы и античастицы, по крайней мере, e, e, p, p, n и n, должны были проаннигилировать. При снижении тем пературы космической среды ниже пороговой, для рождения этих частиц, падение их концентраций происходит по экспоненциальному закону, с характерным временем значительно меньшим возраста Вселенной. В стандартной современной космологи ческой модели Вселенной (CDM ) совершенно исключена возможность выжива ния, позже чем 103 секунды после начала её расширения, какого-либо заметного количества антибарионов. В симметричной Вселенной отсутствовали бы не только антимиры, но и миры [6].

Согласно существующим представлениям современная Вселенная не является симметричной по частицам и античастицам. Считается, что она состоит из лишних барионов, возникших в ранней Вселенной и сохранившихся после эпохи аннигиля ции барионов и антибарионов. Предполагают, что ещё в ранней Вселенной на каждый миллиард пар барионов и антибарионов возник приблизительно один лишний ба рион. В конце 60-х годов был придуман механизм создания лишних барионов в ранней Вселенной, см., например, [7]. Его связывают с нарушением симметрии в ре акциях рождения/уничтожения частиц/античастиц. Считается, что в процессе рас ширения Вселенной и её остывания весь симметричный мир пар частиц-античастиц проаннигилировал. Остались лишь те барионы (а также, соответствующее им коли чество электронов), для которых не нашлось партнёров.

5 Второстепенные факты Чтобы объяснить наличие лишних барионов усложняют квантовую теорию, до пуская возможность нарушения симметрии в процессах рождения/уничтожения ча стиц/античастиц, что фактически означает сознательное нарушение красоты (про стоты) этой теории.

Это настораживает, поскольку объясняя наблюдения жертвуют красотой кванто вой теории, отказываясь от красивой идеи о симметричности Вселенной по частицам и античастицам. Неужели Дирак был неправ, когда утверждал: Красивая теория не может быть неверной ? Предвидя такую возможность, в защиту этого тезиса, он высказал следующее соображение: Если в каком-то случае применения красивой и логически замкнутой теории появляются расхождения с наблюдениями, то их при чиной, видимо, являются второстепенные факты, которые относятся к этому при менению и которые не были должным образом учтены, но никак не неправильность общих принципов теории.

Спросим себя: возможно ли, не вступая в противоречие с наблюдениями, сохра нить красивую идею о симметрии Вселенной по частицам и античастицам? Полагаем, что это возможно, если предположить следующее. Во Вселенной существовали усло вия её распада на миры и антимиры. Этот распад произошёл ещё в ранние эпохи её эволюции. Вмороженные в расширяющееся пространство Вселенной миры и анти миры разошлись на космологические расстояния. Современная Вселенная состоит из бесконечного множества миров и антимиров, каждый из них имеет характерный раз мер около четырнадцати миллиардов световых лет и содержит приблизительно по 1079 1080 штук барионов/антибарионов. В рамках такого объяснения наблюдаемый перекос Вселенной в сторону частиц является кажущимся. В этом случае, прав был Омнес, утверждавший, что ещё в ранней симметричной Вселенной произошёл её распад на миры и антимиры. Мы живём в Мире, который является лишь одним из них.

Красивая идея Омнеса в последнее время обсуждается редко. При всей красоте замысла, эта теория встречается с такими трудностями, которые заставляют отка заться от предлагаемой им картины эволюции Вселенной. Главная трудность теории Омнеса заключается в отсутствии естественного механизма зарождения и регуляр ного роста миров и антимиров в ранней Вселенной.

Фактором, определяющим динамику космической среды, является гравитация.

Теория Омнеса обсуждалась в рамках эйнштейновской теории гравитации (ОТО), не различающей частицы и античастицы и поэтому не содержащей регулярного ме ханизма их разделения. Предлагаемое Омнесом объяснение того, как, по его мнению, это разделение происходило, не выдерживает критики [6].

Предполагаем, что если хотеть сохранить красивую идею симметричной по части цам и античастицам Вселенной, не усложняя квантовую теорию, то учитывая замеча ние Дирака, следует понять в чём может заключаться второстепенный факт, от носящийся к применению этой красивой идеи и который ранее не учитывался. Этим фактом, по нашему мнению, является неточность стандартной ОТО. Эта теория не различает частицы и античастицы, а вследствие этого не содержит в себе естествен ного и регулярного механизма их разделения. Если не считать, что это правильно, то можно не только спасти красивую идею зарядово-симметричной Вселенной, но и уточнив ОТО сделать и её более красивой и содержательной. Для этого необходимо предположить, что как и другие фундаментальные взаимодействия, гравитация раз личает частицы и античастицы. В статье Тяготение и антитяготение описывается два возможных варианта уточнения ОТО, основанные на этом предположении.

Список литературы [1] Окунь Л. Б. Физика элементарных частиц. М : Наука, 1988.

[2] Горбунов Д. С., Рубаков В. А. Введение в теорию ранней Вселенной. Теория горячнго большого взрыва. М : ЛКИ, 2008.

[3] Alfven H. // A. Elius Proc IAU Sump. 1973. no. 63.

[4] Б. П. Константинов, М. М. Бредов, А. И. Беляевский, И. А. Соколов // Косми ческие исследования. 1966. № 4. С. 66.

[5] Omnes R. // Astron. & Astrophys. 1971. Vol. 10. P. 228.

[6] Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. Строение и эволюция Вселенной. М : Наука, 1975.

[7] Горбунов Д. С., Рубаков В. А. Введение в теорию ранней Вселенной. Космоло гические возмущения. Инфляционная теория. М : КРАСАНД, 2010.

Тяготение и антитяготение Клименко А. В., Клименко В. А.

1 Эйнштейновская гравитация Динамику космической среды на больших мас штабах определяет гравитационное поле. Совре менной теорией этого поля является эйнштей новская общая теория относительности (ОТО), см., например, [1;

2]. Она не различает частицы и античастицы.

Обычно считается, что в ранней Вселенной барионы и антибарионы были равномерно пере мешаны и находились в тесном контакте. Вслед ствие этого, в эпоху аннигиляции, те из них, для которых были партнёры проаннигилировали, выжили лишь лишние барионы [1;

3].

Предположение о сохранении равномерной перемешанности барионов и антибарионов во Вселенной основывается на фундаментальном принципе стандартной ОТО, согласно которому любые материальные объекты, в том числе ча А. Эйнштейн стицы и античастицы, при одинаковых началь (1879 г. 1955 г.) ных условиях, в гравитационном поле движут ся совершенно одинаково. Вследствие этого, нет причин к их разделению. Если вначале они были равномерно смешаны, то и в даль нейшем это сохранялось.

Можно, конечно, предположить, что изначально ранняя Вселенная, по какой то причине, была разделена на миры и антимиры. В этом случае должны были бы проявляться в наблюдениях процессы аннигиляции вещества и антивещества на границах их раздела. Считается, что такие наблюдения отсутствуют [4]. Широко распространена точка зрения, что наблюдаемую пятнистость почти равномерного фона реликтового излучения не следует рассматривать как свидетельство существо вания миров и антимиров. Считается, что чётко проявляющиеся на реликтовом фоне пятна не являются мирами и антимирами. Утверждается, что если бы это было так, то на границах пятен происходила бы аннигиляция вещества и антивещества и они были бы источниками -излучения, имеющего характерный энергетический спектр.

Но его не наблюдают. В рамках стандартной ОТО объяснить отсутствие наблюда емых эффектов аннигиляции на границе раздела миров и антимиров невозможно.

В этой теории, в отличие от гравитации, различающей частицы и античастицы [5], не содержится идеи отталкивания миров и антимиров. Считается, что антивещество исчезло ещё в эпоху аннигиляции вещества-антивещества. Сохранились лишь лиш ние барионы [1;

3].

Приведённые выше аргументы, в поддержку идеи лишних барионов, как причи ны наблюдаемой барионной асимметрии, являются убедительными если верна гипо теза стандартной ОТО о том, что гравитация не различает вещество и антивещество.

Лишь в том случае в гравитационном поле, при одинаковых начальных условиях, лю бые объекты, в том числе частицы и античастицы, движутся одинаково и вследствие этого отсутствует регулярный механизм их разделения.

Насколько надёжно проверена эта гипотеза? Имеются ли основания считать, что принцип неразличимости частиц и античастиц в гравитации является строго уста новленным и надёжно проверенным в наблюдениях и экспериментах?

Это утверждение в настоящее время считается проверенным с высокой степенью точности для макроскопических тел различного химического состава, движущихся в гравитационном поле с нерелятивистскими скоростями (Ролл, Кротков и Дике, 1965г;

Брагинский и Панов, 1972г.) [6;

7]. Этот экспериментальный факт лежит в основе ОТО.

Согласно ОТО, гравитационное поле есть то, что связано с искривлённостью че тырёхмерного пространства-времени. Считается, что все формы материи, присут ствующие во Вселенной, вносят свой вклад в искривление пространства-времени.

Любая частица, присутствующая в искривлённом пространстве-времени, чувству ет его влияние и движется по траектории, которая является кратчайшей в искрив лённом пространстве-времени. Форма этой траектории не определяется свойства ми частицы, а является отражением геометрических свойств пространства-времени.

Кратчайшими в искривлённом пространстве-времени являются геодезические. Со гласно ОТО все частицы движутся по геодезическим. При одинаковых начальных условиях они попадают на одну и ту же геодезическую и поэтому движутся одина ково.

В связи с обсуждаемым здесь вопросом отметим следующее. ОТО является клас сической теорией и в ней содержится представление о траекториях частиц. Оно пред полагает, что частицы в любой момент времени имеют определённые положения и импульсы. В тоже время, согласно квантовой теории, микрочастицы не могут иметь одновременно и точное положение и точное значение импульса. Классическое опи сание динамики микросистем оказалось ошибочным. Для их описания использует ся квантовая теория. Геометрическое истолкование гравитации в микромире, по видимому, не является правильным. На это указывал и сам Эйнштейн. Он отмечал:

Защищаемое здесь истолкование Геометрии нельзя непосредствен но применять к субмолекулярным (меньшим, чем молекулы) простран ствам... может оказаться, что такое экстраполирование столь же непра вильно, как и распространение понятия температуры на частицы молеку лярных размеров.

Учитывая вышесказанное, ошибочно утверждать, что гипотеза о том, что все микро частицы, при одинаковых начальных условиях движутся одинаково, содержащаяся в ОТО, является абсолютно верной. Для описания микрочастиц ОТО непримени ма, поскольку не является квантовой теорией и поэтому следует критически оцени вать результаты, полученные в рамках ОТО, при описании процессов для которых существенны квантовые эффекты, в частности, рождение и уничтожение частиц и античастиц.

ОТО надёжно подтверждена экспериментально для нерелятивистских макроско пических тел, состоящих из вещества. Она также проверена в случаях косающихся распространения электромагнитных волн в гравитационном поле. В тоже время всё, что касается описания в ОТО влияния гравитационного поля на микрочастицы и античастицы, то его пока следует рассматривать как гипотетическое.

Гравитационные силы, действующие на отдельные элементарные частицы слиш ком слабы, чтобы можно было их измерить непосредственно. Ещё недавно считалось [8], что экспериментально определить влияние гравитационных полей на отдельные элементарные частицы, в силу его слабости, невозможно. В последнее время наметил ся прогресс в экспериментальных исследованиях влияния гравитации на отдельные элементарные частицы и их античастицы [9]. Эти исследования могут оказать огром ное влияние на развитие физики, если в них подтвердится идея ряда теоретиков, которые считают, что между частицами и античастицами действует антитяготение [10;

11]. Ниже приводится описание этой идеи.

2 Двузнаковая гравитация В отсутствие экспериментальных запретов, существует возможность гипотетически предполагать, что в реальности гравитация различает частицы и античастицы, а обратное утверждение, содержащееся в стандартной ОТО, не является правильным.

Не вступая в противоречие с наблюдениями, можно считать, что источником гра витационного поля являются гравитационные заряды и они у частиц и античастиц отличаются знаками. С учётом этого предположения, в [11] предположенен вариант теории гравитации, в котором источником гравитационного поля является тензор от личие которого от тензора энергии-импульса, являющегося источником эйнштейнов ского гравитационного поля, лишь в одном: однотипные вклады частиц и античастиц берутся не с одинаковыми, а с противоположными знаками.

Кроме того, чтобы согласовать идею о гравитационных зарядах с существую щими представлениями о том, что все компоненты космической среды являются ис точниками гравитационного поля, предполагается, что у любой частицы, в том числе и у фотона, существует античастица. При таком определении источников гравитаци оннного поля частицы и античастицы имеют противоположные по знаку гравита ционные заряды. При этом, одноимённые заряды притягиваются, а разноимённые отталкиваются и поэтому кроме тяготения существует и антитяготение. Предложен ный вариант теории назван двузнаковой гравитацией.

Идейно двузнаковая гравитация близка к ОТО. В обеих теориях, величинами опи сывающими гравитационное поле являются компоненты метрического тензора, опре деляющие геометрические свойства пространства-времени. Как и в эйнштейновской гравитации, в двузнаковой гравитации источниками гравитационного поля ( грави тационными зарядами ) являются тензоры энергии-импульса частиц и античастиц.

Принципиальное отличие двузнаковой гравитации от эйнштейновской заключается в том, что однотипные вклады частиц и античастиц в тензоре, являющемся источ ником гравитационного поля берутся с разными знаками.

Может показаться, что такое определение источников гравитационного поля на ходится в противоречии с законом сохранения энергии. Однако это не так. В дву знаковой гравитации считается, что Вселенная симметрична по содержанию в ней частиц и античастиц. При этом их полная энергия разбивается на две равные ча сти: энергию частиц и энергию античастиц. Полные количества энергий, связанные с частицами и античастицами раны друг другу и в ходе эволюции Вселенной не меня ются. Имеет место не просто сохранение энергии, но и сохранение энергий связанных с частицами и античастицами по отдельности. В процессе эволюции Вселенной эти энергии не перепутываются. Полный гравитационный заряд Вселенной всегда равен нулю.

Согласно эйнштейновской теории, при одинаковых начальных условиях, любые частицы и античастицы приобретают одинаковые по величине и знаку ускорения и движутся по одинаковым траекториям. Другая ситуация в двузнаковой гравитации.

При одинаковых начальных условиях частицы и античастицы приобретают одинако вые по величине, но противоположные по знаку ускорения и движутся по различным траекториям. При этом, при одинаковых начальных условиях, все частицы движутся одинаково, тоже самое имеет место и для античастиц.

Как и в эйнштейновской гравитации, в двузнаковой гравитации считается, что гравитационное поле является тем, что определяется отклонением геометрии прос транства-времени от геометрии инерциальных систем отсчёта специальной теории относительности (СТО). Пространство-время, соответствующее гравитационному по лю, является искривлённым. Его геометрические свойства определяются распреде лением материи, её движением и физическими параметрами [1;

2;

3;

12;

13;

14]. При этом, кроме частиц и античастиц, необходимо учитывать ещё и вакуумные формы материи [15]. Об этом подробно в статье Вакуумные формы материи и гравитация.

Геометрия пространства-времени зависит также от выбора тел отсчёта [1;

2;

3;

12;

13;

14]. Гравитационные поля могут быть порождены неинерциальностью исполь зуемой системы отсчёта. В каждом конкретном случае применения ОТО, необхо дим рациональный выбор системы отсчёта, позволяющий избежать необоснованного усложнения изучаемых гравитационных полей и их влияния на динамику космиче ской среды.

В гравитации, различающей частицы и античастицы, свойства гравитационного поля зависят не только от выбора систем отсчёта, но и от того из чего она состоит: из частиц или античастиц. Показания конструктивно идентичных часов, помещённых рядом, одни из которых состоят из вещества, а другие из антивещества, в гравита ционном поле разойдутся. Длительность между двумя событиями, происходящими в одной и той же точке гравитационного поля, зависит от того измеряется ли она ча сами или античасами. По разному в гравитационном поле изменяются и длины волн частиц и античастиц [11]. В двузнаковой гравитации возможно описание про цессов в представлениях частиц или античастиц. Эти описания являются однозначно взаимосвязанными.

В двузнаковой гравитации удобными являются понятия, определяемые терми нами миры и антимиры. Они обозначают области Вселенной, содержащие только барионы или только антибарионы, соответственно. В предельных случаях миров и антимиров уравнения двузнаковой гравитации переходят в уравнения эйнштейнов ской гравитации. Окружающая нас Вселенной является миром и поэтому здесь вли яние антиматерии на динамику космической среды в явном виде не проявляется и расчёты в рамках стандартной ОТО с высокой степенью точности подтверждаются наблюдениями.

3 Гравидинамика В [10] рассмотрен вариант теории гравитации, различающий частицы и античастицы, отличающийся от двузнаковой гравитации описанием источников гравитационного поля. В [10] считается, что ими являются инвариантные гравитационные заряды и их токи. Предполагается, что у частиц и соответствующих античастиц, гравитационные заряды равны по величине, но противоположны по знаку.

Идея о гравитационных зарядах и их токах, как источниках гравитационного по ля, является аналогичной идее об электрических зарядах и их токах, как источниках электро-магнитного поля. Учитывая это, этот вариант теории гравитационного поля, по аналогии с электродинамикой, называем гравидинамикой.

В гравидинамике, как и в двузнаковой гравитации, сохранена идея Эйнштей на о взаимосвязи гравитации с геометрическими свойствами пространства-времени.

Геометрические части уравнений ОТО, гравидинамики и двузнаковой гравитации имеют одинаковый вид. Различие этих уравнений в описании источников гравитаци онного поля.

В гравидинамике, в отличие от электродинамики, одноимённые заряды притяги ваются, а разноимённые отталкиваются. Другое их кардинальное отличие в вели чине констант взаимодействия. Константа взаимодействия гравитационных зарядов на много порядков меньше, чем электрических зарядов. В области масштабов, где обычно применяется квантовая электродинамика, влияние гравитационного взаимо действия частиц/античастиц является несущественным.

В гравидинамике, как и в двузнаковой гравитации, считается, что Вселенная является симметричной по частицам и античастицам, а вакуумной формой мате рии, заполняющей её, является гравитационно-нейтральная материя [15]. Полный гравитационный заряд Вселенной равен нулю и она является гравитационно-ней тральной. Имеет место закон сохранения полного гравитационного заряда Вселен ной. Сколько положительного гравитационного заряда, связанного с частицами, рож дается/уничтожается, столько же одновременно рождается/уничтожается отрица тельного гравитационного заряда, связанного с античастицами. В отличие от дву знаковой гравитации, в гравидинамике сохранение, по отдельности, гравитационных зарядов частиц и античастиц не имеет места.

В нерелятивистском пределе гравитационные заряды частиц/античастиц пропор циональны их массам покоя. В этом случае нерелятивистские тела, при одинако вых начальных условиях, двигаются одинаково и это подтверждается в наблюде ниях [6;

7]. В общем случае считать, что гравитационные заряды пропорциональ ны массам покоя частиц нельзя, поскольку в процессах рождения/уничтожения ча стиц/античастиц закона сохранения массы покоя нет [8].

В связи с идеей об инвариантных гравитационных зарядах важной является за дача их определения для отдельных частиц и античастиц. К сожалению, соответ ствующее исследование пока не проведено. Теория гравитации, основанная на идее об инвариантных гравитационных зарядах, имеющих разный знак у частиц и анти частиц, применялась к описанию глобальной динамики Вселенной [10;

11]. Это опи сание проводилось в рамках механики сплошных сред. В этом приближении знания величин гравитационных зарядов отдельных частиц/античастиц не требуется.

В теориях гравитации различающих частицы и античастицы естественно предпо лагать, что Вселенная в целом является гравитационно-нейтральной. В работе Гра витационно-нейтральная Вселенная проводятся аргументы в поддержку правиль ности этого предположения.

Список литературы [1] Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. Строение и эволюция Вселенной. М : Наука, 1975.

[2] Горбунов Д. С., Рубаков В. А. Введение в теорию ранней Вселенной. Теория горячнго большого взрыва. М : ЛКИ, 2008.

[3] Горбунов Д. С., Рубаков В. А. Введение в теорию ранней Вселенной. Космоло гические возмущения. Инфляционная теория. М : КРАСАНД, 2010.

[4] Cohen A. G., Rujula A. D., Glashow S. L. A matter-antimatter universe? URL:

http://arxiv.org/abs/astro-ph/9707087.

[5] Клименко А. В., Клименко В. А. Миры и Антимиры // Вестник ЧелГУ.

2013. № 17.

[6] Roll P. G., Krotkov R., Dicke R. H. The equivalence of inertial and passive gravitational mass // Annals of Physics. 1964. no. 26. P. 442–517.

[7] Брагинский В. Б., Панов В. И. Эквивалентность инертной и гравитационной масс // УФН. 1971. Т. 105, № 4.

[8] Окунь Л. Б. Физика элементарных частиц. М : Наука, 1988.

[9] The ALPHA Collaboration, Charman A. E. Description and rst application of a new technique to measure the gravitational mass of antihydrogen // Nature communications. 2013. URL:

http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n4/full/ncomms2787.html.

[10] Клименко А. В., Клименко В. А. Частицы, античастицы и гравитация.

Гравитационно-нейтральная Вселенная // Вестник ЧелГУ. 2013. № 17.

[11] Клименко А. В., Клименко В. А. Частицы, античастицы и гравитация. Анти тяготение // Вестник ЧелГУ. 2013. № 17.

[12] Ландау Л. Д., Лифшиц E. M. Теория поля. М : Наука, 1988.

[13] Вайнберг C. Гравитация и космология. М : Платон, 2000.

[14] Мизнер Ч., Торн К., Уиллер Д. Гравитация. М : Мир, 1977. Т. 1,2,3.

[15] Клименко А. В., Клименко В. А. Вакуумные формы материи // Вестник Чел ГУ. 2013. № 17.

Вакуумные формы материи и гравитация Клименко А. В., Клименко В. А.

1 Решения уравнений Эйнштейна для однородного изотропного вакуума На динамику Вселенной, кроме обычных форм материи, могут существенное влияние оказывать вакуумные формы материи. В настоящей статье в рамках общей теории относительности (ОТО), приведём качественное описание их свойств.

Изучая динамику однородной изотропной Вселенной, её трёхмерное пространство удобно рассматривать как однородную изотропную трёхмерную гиперповерхность в фиктивном четырёхмерном евклидовом пространстве [1]. Возможны три типа таких гиперповерхностей. Им соответствуют различные значения некоторого параметра k, который может принимать три значения: 1, 0, 1. При этих значениях реализуются случаи трёхмерных пространств отрицательной, нулевой и положительной кривиз ны, соответственно. Величиной описывающей геометрические свойства этих поверх ностей является их радиус кривизны. В нестационарных пространствах радиусы их кривизны a изменяются во времени. Скалярную величину a(t), одинаковую во всех точках однородного трёхмерного пространства, в космологии обычно называют мас штабом Вселенной. Пространства отрицательной (k = 1) и нулевой (k = 0) кри визны имеют бесконечный объём, а пространство положительной (k = 1) кривизны имеют конечный объём. Часто первое из этих пространств называют псевдосфери ческим, второе плоским, а третье сферическим [1;

2;

3]. Двумерные аналогии рас сматриваемых трёхмерных однородных гиперповерхностей схематично изображены на рис. 1.

a) k = 1 b) k = 0 c) k = + Рис. 1: Схематичное изображение однородных поверхностей отрицательной a), нуле вой b) и положительной c) кривизны.

Рассмотрим геометрические свойства идеализированной однородной Вселенной в которой отсутствуют обычные формы материи. Такую Вселенную будем, для кратко сти, определять термином Вакуум. Величиной описывающей изменение геометри ческих размеров Вакуума является его масштаб a(t). В силу однородности простран ства он имеет одинаковое значение во всех его точках. В нестационарном Вакууме его масштаб a(t) меняется во времени. В [4] показано, что уравнения общей теории относительности (ОТО) для Вакуума имеют семь решений. Они описываются функ циями:

1) a(t) = a0 = const, = 0;

2) a(t) = a0 exp(t/t0 ), t0 = a0 /c, = 3/a2 ;

3) a(t) = a0 exp(t/t0 ), = 3/a2 ;

4) a(t) = amax |sin(t/t1 )|, t1 = amax /c, = 3/a2 ;

max 5) a(t) = |c t|, = 0;

6) a(t) = a2 |sh(t/t2 )|, t2 = a2 /c, = 3/a2 ;

7) a(t) = amin ch(t/t3 ), t3 = amin /c, = 3/a2.min Схематично графики этих решений приведены на рис. 2. В ОТО константа играет фундаментальную роль и называется космологической постоянной, см. [3].

a) b) c) k=0 k= 1 a k = + a a 6 (0) 3 (0) 2 (0) 7 (0) 1 (=0) 5 (=0) amax amin 4 (0) t t t Рис. 2: Схематичное изображение графиков, определяющих динамику плоских (k = 0) (a), псевдосферических (k = 1) (b) и сферических (k = +1) (c) пространств Вакуума.

Согласно этим решениям Вакуум может расширяться и сжиматься. Он имеет конечный объем (при k = 1) и бесконечный (при k = 0 и k = 1).

В ОТО геометрические свойства пространства-времени взаимосвязаны с грави тационными полями. В соответствие с этим, приведённые на рис. 2 графики можно рассматривать как описывающие гравитационные поля в Вакууме. Они могут быть различных типов.

Согласно ОТО, источником гравитационного поля является материя. Гравитаци онные поля в Вакууме можно рассматривать как порождаемые вакуумными фор мами материи. В такой интерпретации вакуумные формы материи это то, что приводит к изменениям геометрических размеров Вакуума, его масштаба.

2 Тёмная энергия и гравитационно-нейтральная ма терия Изменение масштаба Вакуума интерпретируем как связанное c влиянием на него вакуумных форм материи. Возможны два вида таких материй [4]. Одной из них яв ляется тёмная энергия [3], а вторая авторами [4] названа гравитационно-нейтральной вакуумной формой материи. Обе они являются идеальными средами, а их термоди намические свойства описываются формулами:

c (1) =, P =, 8G 3c2 1 (2) V =, PV = V, 8G a2 где и P плотность энергии и давление этих сред, c скорость света, G гравита ционная постоянная, универсальная постоянная, называемая космологической постоянной. Значками и V обозначаются величины описывающие тёмную энергию и гравитационно-нейтральную материю, соответственно.

В процессе расширения/сжатия Вакуума меняется его масштаб a(t). Согласно ОТО, космологическое ускорение a с которым происходит расширение/сжатие Ваку ума однородно заполненного вакуумной формой материи плотность энергии которой, а давление P, определяется формулой [2;

3]:

4 a (3) a = G 2 ( + 3P ).

3 c Применим формулу (3) для описания динамики Вакуума.

Учитывая (1) и (3), заключаем, что Вакуум, заполненный тёмной энергией, рас ширяется ускоренно. Соответствующее ускорение a = c2 a. (4) Тёмная энергия для которой космологическая постоянная 0 ( 0, P 0) оказывает расталкивающее влияние на Вакуум. Это влияние тем больше, чем силь нее растянут Вакуум. Решения, описывающие динамику Вакуума заполненного тём ной энергией с 0, изображены на рис. 2 (решение 1, 2, 6, 7). При 0 простран ство Вакуума может быть как плоским, так и искривлённым. Оно может иметь ко нечный, но может иметь и бесконечный объём. При достаточно сильном растяжении Вакуума заполненного тёмной материей с 0 имеет место экспоненциальный рост его масштаба.

В современной космологии считается, что в настоящее время пространство Все ленной сильно растянуто и более чем на семьдесят процентов заполнено тёмной энер гией у которой 1056 см2. Полагают, что, в основном, она и определяетглобаль ную динамику Вселенной. Считается, что со временем влияние тёмной энергии бу дет нарастать и Вселенная перейдёт в режим экспоненциального роста её масштаба [2]. На наш взгляд, этот нефизичный теоретический результат указывает на необ ходимость уточнения существующих представлений о тёмной энергии с 0. По видимому, в её описании пока не хватает некоторого существенного элемента.

Наличие в Вакууме тёмной энергии с 0 ( 0, P 0) придаёт ему упругие свойства. В этом случае Вакуум ведёт себя подобно идеальной упругой пружине и совершает гармонические колебания, см. решения 4 на рис. 2. Тёмная энергия с в современной космологии не учитывается, хотя формально такой тип вакуумной формы материи является не хуже, чем другие.

При значении космической постоянной равной нулю, возможны два типа реше ния, описывающих динамику Вакуума, см. 1 и 5 на рис. 2. Решения 1 описывают стационарный Вакуум расстояние между любыми точками которого остаются посто янными. В этом случае Вакуум является пустым. Решения 5 описывают динамику Вакуума заполненного гравитационно-нейтральной материей. Её термодинамические свойства описываются формулой (2).

Как видно из (2) и (3) в отличие от тёмной энергии, гравитационно-нейтраль ная вакуумная форма материи не создаёт ускоренного космологического расширения Вселенной. Из (1) видно, что среда, для которой уравнение состояния P = 3, явля ется уникальной. В отличие от любых других сред она не меняет скорости расшире ния Вселенной. Однородно распределённая гравитационно-нейтральная материя не искривляет четырёхмерного пространства-времени, но влияет на скорость расшире ния соответствующего трёхмерного пространства. Согласно ОТО масштаб Вакуума, заполненного гравитационно-нейтральной материей, увеличивается/уменьшается со скоростью света.

В [4] высказана гипотеза согласно которой, количество гравитационно-нейтраль ной материи во Вселенной может быть большим, чем это следует из уравнений для гравитационного поля в Вакууме. Это предположение означает, что существует вклад этой материи связанный не только с Вакуумом, но и с обычной формой мате рии. Есть основания считать, что вакуум и Вселенная, в целом, являются гравита ционно-нейтральными. Подробности об этом в статье Гравитационно-нейтральная Вселенная.

Список литературы [1] Ландау Л. Д., Лифшиц E. M. Теория поля. М : Наука, 1988.

[2] Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. Строение и эволюция Вселенной. М : Наука, 1975.

[3] Горбунов Д. С., Рубаков В. А. Введение в теорию ранней Вселенной. Теория горячнго большого взрыва. М : ЛКИ, 2008.

[4] Клименко А. В., Клименко В. А. Вакуумные формы материи // Вестник Чел ГУ. 2013. № 17.

Гравитационно-нейтральная Вселенная Клименко А. В., Клименко В. А.

В общей теории относительности (ОТО) гравитация связана с геометрическими свой ствами четырёхмерного пространства-времени. В этой теории геометрия определя ется распределением материи, характером её движения, а также её физическими свойствами. В свою очередь, движение материи определяется геометрией простран ства-времени и истолковывается как происходящие под влиянием гравитационного поля. В ОТО геометрия и физика тесно взаимосвязаны.

Гравитационное поле зависит не только от распределения материи, но также и от выбора системы координат. В ОТО при наличии материи пространство-время явля ется искривлённым и никаким преобразованием системы координат гравитационное поле не может быть исключено во всем пространстве [1;

2;

3;

4;

5].

Принципиально другая ситуация в теории гравитации различающей частицы и античастицы [6;

7]. В этой теории предполагается, что Вселенная симметрична по частицам и античастицам, они имеют гравитационные заряды противоположных знаков и между ними существует антитяготение. Считается также, что Вселенная, кроме частиц и античастиц однородно заполнена гравитационно-нейтральной ваку умной формой материи [8] и в целом являются гравитационно-нейтральной.

На достаточно больших масштабах гравитационно-нейтральная Вселенная явля ется однородной и изотропной и в ней имеет место равновесие сил тяготения и анти тяготения. Это означает, что на таких масштабах усреднённое гравитационное поле отсутствует. Вследствие этого пространство является плоским и при наличии грави тационно-нейтральной материи расширяется равномерно. Расстояние между любы ми достаточно удалёнными точками гравитационно-нейтральной Вселенной линейно растут во времени [6].

Изменение геометрического размера (масштаба) a(t) однородной гравитационно нейтральной Вселенной описывается формулой:

(1) a(t) = ct, где c скорость света, некоторый универсальный параметр, t время. Возмож но, значение параметра в точности равно единице.

Космологическая модель Вселенной, описываемая уравнением (1), в силу её про стоты, названа авторами [6] S-моделью (S Simple). Она содержит лишь один пара метр (), определяющий скорость роста масштаба Вселенной. Согласно (1) Вселенная расширяется равномерно.

Современной космологической моделью Вселенной, основанной на эйнштейнов ской теории гравитации является CDM -модель [2]. Она содержит не менее пяти параметров, при расшифровке которых делается большое количество дополнитель ных предположений. Согласно этой модели Вселенная рождается из сингулярного состояния бесконечной плотности и температуры, после выхода из которого имеет место её сложное неравномерное расширение.

Как видно из (1), в S-модели, как и в CDM -модели, существовал момент вре мени (t = 0), когда размер вселенной был нулевым. Его рассматривают как момент её рождения и определяют термином Большой взрыв. В момент Большого взрыва физические параметры космической среды были бесконечными. Считаем это недо статком, как CDM - так и S-=модели, но в настоящей работе возможность его устранения не обсуждаем.

Динамика расширения гравитационно-нейтральной Вселенной кардинально отли чается от предсказываемой в рамках стандартной ОТО. S-модель является моделью зарядово-симметричной Вселенной, а CDM -модель описывает динамику зарядово асимметричной Вселенной. Первая значительно проще второй. Описание S-модели содержит значительно меньше произвольных допущений, чем CDM -модель.

Рис. 1: Схематическое изображение датировок важнейших эпох в эволюции вселен ной и их сравнение в S- и CDM -моделях.

На рис. 1 приведено схематическое изображение датировок важнейших эпох в эволюции Вселенной рассчитанных в рамках S- и CDM -моделей.

Выбор между S- и CDM -моделями может быть сделан на основе сравнения расчетных данных, полученных в рамках этих моделей с наблюдательными данными.

Пока работа в этом направлении находится лишь на начальном этапе [6], но уже получены интересные результаты.

Показано, что в рамках S-модели, содержащей лишь один параметр, может быть дана интерпретация важных астрономических наблюдений для которых существен ны космологические эффекты:

• Объяснены наблюдательные данные о возрасте Вселенной. Показано, что рас чётный возраст Вселенной составляет (14 15) миллиардов лет, что соответ ствует современным представлениям о нем.

• Дана интерпретация наблюдаемой зависимости видимая звёздная величина красное смещение для сверхновых типа Ia.

• Объяснены наблюдательные данные об угловых размерах причинно связанных областей в эпоху рекомбинации.

Успешное применение S-модели для объяснения этих наблюдений является се рьёзным аргументом в пользу правильности предположений, лежащих в её основе.

Что касается объяснения отмеченных выше наблюдений, в рамках CDM -моде ли, то оно в значительной степени является эмпирическим, так как достигается за счёт подгонки многих параметров. Например, предполагается следующее:

• пространство является плоским;

• в настоящее время Вселенная более чем на семьдесят три процента состоит из тёмной энергии;

• соотношение количества барионной компоненты и тёмной материи приблизи тельно 1:6;

• в барионной компоненте содержится приблизительно 4% энергии космической среды.

Трудно согласиться, что CDM -модель, содержащая множество эмпирических параметров, правильно отражает реальность, ведь её можно объяснить в рамках значительно более простой S-модели за счёт подгонки лишь одного параметра.

Рассмотрим подробнее основополагающие идеи, лежащие в основе S- и CDM моделей и их соответствие наблюдениям. В этих моделях источником гравитацион ного поля является космическая среда. Считается, что она состоит из обычных и вакуумных форм материи. Обычные формы материи состоят из частиц/античастиц Стандартной модели элементарных частиц, но, возможно, и её расширений [9;

10].

Рассматриваются вакуумные формы материи двух типов: тёмная энергия и грави тационно-нейтральная материя. Описание этих форм материи содержится в уравне ниях для гравитационного поля в вакууме [8]. Считается, что влияние вакуумных форм материи на динамику современной Вселенной является главным.

В CDM -модели предполагается, что основной вклад в энергию космической среды современной Вселенной даёт тёмная материя см., например, [2]. В отличие от этого, в S-модели предполагается, что этот вклад связан с гравитационно-нейтраль ной вакуумной формой материи [6;

7] Вакуумные формы материи непосредственно не наблюдаются. Нет наблюдатель ных данных, которые явно указывали бы какая форма вакуумной материи и в каком количестве заполняет Вселенную. В тоже время, использование гравитационно-ней тральной материи для объяснения динамики Вселенной теоретически имеет явные преимущества перед тёмной энергией. Первая из них поддерживает состояние равно мерного расширения Вселенной, а вторая приводит к нефизичному экспоненциаль ному нарастанию скорости её расширения. В первой из них реализована глобальная симметрия между силами тяготения и антитяготения, тогда как во второй она нару шена, что приводит к расходимости скорости расширения.

В связи с вакуумными формами материи отметим также следующее. Если Вселен ная заполнена тёмной материей, то её пространство-время является искривлённым.

Искривлённым является и соответствующее трёхмерное пространство. В тоже время, для того, чтобы в рамках CDM -модели стало возможным объяснение наблюдений, приходится предполагать, что пространство является плоским, см., например, [2].

Это требование вводится руками и противоречит предположению о том, что Вселен ная заполнена тёмной энергией. То, что сейчас рассматривается как тёмная энергия, Эйнштейн рассматривал как неустранимую кривизну, чем она реально и является [8].

Если Вселенная заполнена гравитационно-нейтральной материей, то её четырёх мерное пространство-время не искривлённое, а трёхмерное пространство можно рас сматривать как плоское. Этот вывод является следствием уравнений, описывающих гравитационно-нейтральную Вселенную, и его не надо вводить руками. Именно это и подтверждается наблюдениями. О доказательстве плоскостности глобального трёхмерного пространства Вселенной говорят как о выдающемся достижении совре менной космологии [11].

Приведённые выше соображения являются аргументами в поддержку правиль ности идей, лежащих в основе S-модели. В то же время, существуют наблюдения, которые, в рамках эйнштейновской теории тяготения, трактуются как явно проти воречащие этим соображениям.

Наблюдения показывают, что космическая среда в окружающем нас простран стве состоит лишь из частиц. Считается, что на расстояниях в десятки и сотни Mпс в окружающем нас пространстве антивещество в заметных количествах не наблюда ется. Этот вывод делается на основании того, что не наблюдаются эффекты, которые можно было бы интерпретировать как обусловленные аннигиляцией вещества и ан тивещества на границах их раздела. В рамках эйнштейновской теории гравитации, не различающей частицы и античастицы, невозможно вразумительно объяснить ка ким образом в ранней Вселенной мог произойти её распад на миры и антимиры.

Но даже если предположить, что он имел место, по какой-то неизвестной причине, то сложно понять почему не наблюдаются границы раздела миров и антимиров, расцвеченные -излучением имеющим специфический для процессов аннигиля ции энергетический спектр. В рамках ОТО отсутствие наблюдаемых эффектов ан нигиляции трактуют как свидетельство того, что наблюдаемая космическая среда состоит лишь из вещества. Считается, что оно образовалось из лишних барио нов, возникших в ранней Вселенной в результате нарушения симметрии в процессах рождения/уничтожения барионов/антибарионов [1;

2;

9].

Такое объяснение, теоретически допустимо, но приводит к ряду тяжёлых послед ствий отмеченных выше. Повторим их ещё раз. Нарушена симметрия Вселенной по частицам и античастицам. Теория описывающая глобальную динамику несим метричной Вселенной оказывается значительно сложнее, чем теория описываю щая симметричную Вселенную. Использование идеи о тёмной энергии приводит к нефизичным экспоненциально расходящимся решениям, описывающим динамику Вселенной.

Приведённые выше аргументы в пользу отсутствия антивещества в современной Вселенной основаны на анализе наблюдений в рамках эйнштейновской теории грави тации. Более простое объяснение этим же наблюдениям может быть дано в рамках теории гравитации различающей частицы и античастицы и предполагающей заря довую симметричность Вселенной.

Согласно этой теории, вследствие антитяготения между частицами и античасти цами, ещё в эпоху до аннигиляции барионов/антибарионов, шёл регулярный процесс роста флуктуаций, содержащих избытки частиц /античастиц. К началу эпохи ан нигиляции барионов/антибарионов амплитуда этих флуктуаций, на масштабах при чинно связанных областей, достигла значений 1010 109. После аннигиляции ба рионов/антибарионов в этих флуктуациях выжили лишь эти избытки, нарушающие гравитационнную нейтральность Вселенной. Во Вселенной возникли зародыши ми ров и антимиров. Они окончательно превратились в миры и антимиры в конце эпохи аннигиляции электрон-позитронных пар. Миры и антимиры, вмороженны в равно мерно расширяющееся пространство гравитационно-нейтральной Вселенной. В эпоху рекомбинации они достигли размеров приблизительно четырнадцать миллионов све товых лет. В настоящее время миры и антимиры наблюдаются как грануляция на почти однородном фоне реликтового излучения. Так в рамках теории гравитации, различающей частицы и античастицы, может быть интерпретирована наблюдаемая анизотропия реликтового излучения.

Согласно теории гравитации, различающей частицы и античатицы, процессы ан нигиляции частиц/античастиц завершились ещё в эпоху аннигиляции электрон-по зитронных пар, тогда же и закончилось формирование миров и антимиров. В этой гравитации миры и антимиры отталкиваются. Вследствие этого процессы анниги ляции вещества/антивещества на границах их раздела практически не происходят, поэтому и не наблюдается -излучение с характерным для этих процессов спектром.

В целом Вселенная является гравитационно-нейтральной. На достаточно боль ших масштабах имеет место равновесие сил притяжения и отталкивания, гравитация отсутствует и пространство является плоским. Наиболее крупными структурными элементами Вселенной являются миры и антимиры. Их характерный современный размер приблизительно четырнадцать миллиардов световых лет. В мирах и антими рах существуют гравитацинные поля, но их влияние на общую динамику Вселенной является слабым. Динамику Вселенной определяет гравитационно-нейтральная ва куумная форма материи.

Всё, что наблюдают астрономы, кроме реликтового излучения, приходит из на шего Мира. Отсутствие антивещества в Мире, согласно теории гравитации учитыва ющей различие частиц и античастиц, связано не с реальной барионной асимметрией, а с процессами разделения вещества и антивещества в ранней Вселенной и её дина микой [6;

7;

12]. Эта точка зрения изложена в статье Миры и антимиры.

В заключение отметим, что, возможно, антиматерия может рождаться в Мире. На релятивистских стадиях эволюции массивных релятивистских объектов в них с вы сокой скоростью могут идти процессы рождения/уничтожения частиц/античастиц.

При этом, вследствие различия знаков гравитационных зарядов, может происходить эффективное разделение частиц и античастиц и образование из последних антивеще ства. Рождённое в окрестности этих объектов антивещество может выбрасываться в окружающее пространство. Это можно пытаться обнаружить в наблюдениях.

Список литературы [1] Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. Строение и эволюция Вселенной. М : Наука, 1975.

[2] Горбунов Д. С., Рубаков В. А. Введение в теорию ранней Вселенной. Теория горячнго большого взрыва. М : ЛКИ, 2008.

[3] Ландау Л. Д., Лифшиц E. M. Теория поля. М : Наука, 1977.

[4] Вайнберг C. Гравитация и космология. М : Платон, 2000.

[5] Мизнер Ч., Торн К., Уиллер Д. Гравитация. М : Мир, 1977. Т. 1,2,3.

[6] Клименко А. В., Клименко В. А. Частицы, античастицы и гравитация.

Гравитационно-нейтральная Вселенная // Вестник ЧелГУ. 2013. № 17.

[7] Клименко А. В., Клименко В. А. Частицы, античастицы и гравитация. Анти тяготение // Вестник ЧелГУ. 2013. № 17.

[8] Клименко А. В., Клименко В. А. Вакуумные формы материи // Вестник Чел ГУ. 2013. № 17.

[9] Горбунов Д. С., Рубаков В. А. Введение в теорию ранней Вселенной. Космоло гические возмущения. Инфляционная теория. М : КРАСАНД, 2010.

[10] Окунь Л. Б. Физика элементарных частиц. М : Наука, 1988.

[11] Черепащук А. М., Чернин А. Д. Современная космология наука об эволюции Вселенной // Бюллетень РАН В защиту науки. 2008. № 4.

[12] Клименко А. В., Клименко В. А. Миры и Антимиры // Вестник ЧелГУ.

2013. № 17.

Миры и антимиры Клименко А. В., Клименко В. А.

В современной физической теории существование для любой частицы соответству ющей ей античастицы полагается саморазумеющимся. Считается, что некоторые ча стицы совпадают со своими античастицами [1]. В теорию частицы и античастицы входят равноправно. Учитывая это, естественно думать, что во Вселенной частицы и античастицы должны присутствовать в равных количествах. Впервые эта идея бы ла высказана Дираком в его Нобелевской лекции (1933г) и имела многочисленных сторонников см., например, [2;

3;

4] В тоже время вся совокупность наблюдательных данных позволяет уверенно го ворить об обратном. В достаточно большой области окружающего нас пространства вещество присутствует, а антивещества нет. Масштаб этой области составляет мил лиарды световых лет [5;

6].

В теории перекос наблюдаемой части Вселенной в сторону частиц определяют термином барионная асимметрия. Широко распространено мнение, что барионная асимметрия является свойством всей Вселенной и она состоит лишь из вещества.

Фактором, определяющим динамику космической среды на космологических мас штабах, является гравитационное поле. Современной теорией этого поля является эйнштейновская общая теория относительности (ОТО). В этой теории гравитация не различает частицы и античастицы и вследствие этого в ней не содержится ре гулярного механизма обеспечивающего их пространственное разделение. Считают, что во Вселенной, на всех этапах её эволюции, разделения частиц и античастиц на космологических масштабах не происходило.

В рамках стандартной ОТО, не различающей частицы и античастицы, показано, что если бы Вселенная была строго симметричной по частицам и античастицам, то в процессе её расширения и остывания все равномерно перемешанные барионы и ан тибарионы должны были проаннигилировать и не только антимиры но и миры не должны были бы существовать [5;

6;

7]. Существование огромного количества на блюдаемых астрофизических объектов говорит о другом: мир существует и видимая часть Вселенной содержит приблизительно 1079 1080 протонов и нейтронов, при этом заметных количеств антипротонов и антинейтронов в ней нет.

Согласно современным представлениям, Вселенная не является симметричной по частицам и античастицам. Чтобы объяснить наблюдаемый факт отсутствия анти барионов в окружающем нас пространстве, предполагают возможность спонтанно го нарушения симметрии в реакциях рождения/уничтожения частиц/античастиц.

Считается, что она состоит из лишних барионов, возникших в ранней Вселенной и сохранившихся после эпохи аннигиляции барионов и антибарионов [7]. В рамках эйнштейновской теории гравитации, в отсутствие регулярного механизма разделения частиц и античастиц, такое объяснение наблюдаемой барионной асимметрии пред ставляется, пожалуй, единственно разумным.

Возможность принципиально другого объяснения наблюдаемой барионной асим метрии, возникает, если предположить, что в реальности гравитация различает ча стицы и античастицы. В связи с этим отметим следующее.

Большинство учёных считает, что гравитация не различает частицы и антича стицы и они притягиваются. Но ряд теоретиков считает, что античастицы отталки ваются от частиц и между ними существует антитяготение [8;

9].

Лабораторные исследования гравитационного взаимодействия вещества с анти веществом до сих пор не были осуществлены. Лишь в самое последнее время такие попытки предпринимаются. Коллаборация АЛЬФА в Церне и американская Нацио нальная лаборатория в Беркли проводят эксперимент, который, возможно, позволит понять существует ли антитяготение между частицами и античастицами [10]. Если антитяготение между частицами и античастицами будет установлено, то это окажет огромное влияние на существующие представления о Вселенной. При этом принци пиально по другому, чем сейчас, можно будет объяснить наблюдаемую барионную асимметрию [11]. Поясним это качественно.

Предположим, что реальная гравитация различает частицы и античастицы. В рамках этого предположения можно, не вступая в противоречие с наблюдениями, считать, что источником гравитационного поля являются гравитационные заряды и они у частиц и античастиц отличаются знаками [9]. Чтобы согласовать идею о гравитационных зарядах с существующими представлениями о том, что любые компоненты космической среды являются источниками гравитационного поля, сле дует считать, что у любой частицы, в том числе и у фотона, существует античастица.

При одинаковых энергиях частица и её античастица имеют равные по величине, но противоположные по знаку гравитационные заряды, при этом одноимённые грави тационные заряды притягиваются, а разноимённые отталкиваются. С учётом этой гипотезы предложена теория, учитывающая различие гравитационных зарядов ча стиц и античастиц. Она была названа двузнаковой гравитацией [9]. Источником гра витационного поля в двузнаковой гравитации является тензор в котором, в отличие от тензора энергии-импульса, являющегося источником эйнштейновской гравитации, однотипные вклады частиц и античастиц берутся с разными знаками. Теоретически возможны и другие варианты теории гравитации, различающей частицы и антича стицы, см., например, [8]. Выбор между этими теориями возможно будет сделать на основе экспериментальных исследований и наблюдательных астрономических дан ных.

В теориях гравитации, различающих вещество и антивещество естественно счи тать, что Вселенная симметрична по частицам и античастицам и является гравитационно нейтральной. В такой Вселенной имеет место равновесие гравитационных сил при тяжения и отталкивания и вследствие этого она расширяется равномерно [8;

12]. В отличие от этого, согласно стандартной ОТО расширение Вселенной является суще ственно неравномерным [5;

6] Совершенно по разному, согласно расчётам в рамках двузнаковой гравитации и в рамках стандартной ОТО, протекают процессы роста возмущений плотности частиц и античастиц в расширяющейся Вселенной. В эйнштейновской гравитации, не различающей частицы и античастицы, нет причин для раздельного роста этих возмущений. Другая ситуация в двузнаковой гравитации. Расчёты показывают, что вследствие наличия антитяготения между частицами и античастичами ещё в ранней Вселенной эффективно шёл процесс её распада на миры и антимиры. Их зародыши возникли в эпоху аннигиляции барионов и антибарионов, а окончательно они выдели лись в эпоху аннигиляции электрон–позитронных пар. Оставаясь вмороженными в расширяющееся пространство Вселенной, миры и антимиры продолжали расширять ся и к настоящему времени, области ими занимаемые, имеют характерные размеры приблизительно четырнадцать миллиардов световых лет. Мы находимся в одном из множества миров [11]. В рамках такого объяснения, все, что наблюдают астрономы, кроме реликтового излучения, приходит из нашего Мира, а он состоит из вещества.

Отсутствие антивещества в нашем Мире, согласно двузнаковой гравитации, связано не с спонтанным нарушением симметрии в реакциях рождения/уничтожения частиц/ античастиц, а с процессами разделения вещества и антивещества в ранней Вселенной и её динамикой. Миры и антимиры отталкиваются. Вследствие этого практически отсутствует аннигиляция вещества-антивещества на границах их раздела. Процес сы аннигиляции завершились ещё задолго до эпохи рекомбинации. Родившиеся при аннигиляции частиц/античастиц -кванты к эпохе рекомбинации успели термолизо ваться.

Распад Вселенной на миры и антимиры был неизбежен вследствие внутренней природы двузнаковой гравитации. В этой гравитации частицы и античастицы имеют гравитационные заряды разных знаков, при этом одноимённые заряды притягивают ся, а разноимённые отталкиваются. Вследствие этого, в двузнаковой гравитации, в отличие от стандартной ОТО, не различающей частицы и античастицы, существует регулярный механизм разделения частиц и античастиц. Его действие проявилось ещё в самой ранней Вселенной, в результате чего она и распалась на миры и антимиры.

Опишем более подробно детали этого распада.

В космической среде изначально существовали тепловые флуктуации плотности частиц и античастиц. При этом, вследствие различия знаков гравитационных заря дов у частиц и античастиц, в расширяющейся Вселенной действовал механизм, обес печивающий регулярный рост этих флуктуаций. Он был обусловлен притяжением одноимённых гравитационных зарядов и отталкиванием разноимённых.

Механизм расслоения первоначально равномерно перемешанных в ранней грави тационно-нейтральной Вселенной частиц и античастиц, состоял в следующем: на чальные флуктуации повышенной плотности частиц создавали вокруг себя локаль ные гравитационные поля. Они втягивали в эти флуктуации частицы и выталкивали из них античастицы. Это создавало регулярный рост этих флуктуаций. Симмет ричный процесс имел место в флуктуациях с повышенной плотностью античастиц.

Имела место гравитационная неустойчивость. Скорость роста возмущений в этой неустойчивости определялась равновесием сил гравитации и сил трения в противо токах вещества и антивещества [11].

Условия развития гравитационной неустойчивости в ранней Вселенной, соглас но эйнштейновской и двузнаковой гравитациям, отличаются кардинально. В первом случае они не выполнялись [5;

7], тогда как во втором выполнялись с большим за пасом [11]. Различие в условиях развития гравитационной неустойчивости в этих теориях обусловлено двумя причинами. Первая из них связана с совершенно раз личным характером расширения ранней Вселенной, предсказываемым этими теори ями. Вторая причина: в двузнаковой гравитации существует регулярный механизм разделения частиц и античастиц, в эйнштейновской гравитации его нет.

Согласно расчётам в рамках двузнаковой гравитации характерное время роста возмущений плотности частиц и античастиц, обусловленного гравитационной неустой чивостью, много меньше, чем текущий возраст Вселенной. Вследствие этого, в ранней Вселенной, длительное время имел место экспоненциальный рост возмущений плот ности частиц и античастиц [11]. С учётом этого, проблема начальных возмущений рассматривается без каких-либо произвольных предположений. Считается, что на чальными возмущениями являются тепловые флуктуации космической среды и они успевают вырасти до необходимого уровня. Интересуемся флуктуациями, содержав шими приблизительно по 1088 частиц/античастиц. Выбор начальных флуктуаций такого масштаба связан с идеей рассматривать наблюдаемую часть Вселенной, как следствие развития одной из флуктуаций. Согласно теории, для рассматриваемых флуктуаций, начальная амплитуда возмущений плотности частиц/античастиц была на уровне 1044 от равновесных значений их плотностей.

Рост флуктуаций вещества и антивещества, в гравитационно-нейтральной рас ширяющейся Вселенной, происходил до тех пор пока в результате её охлаждения не началась интенсивная аннигиляция вещества и антивещества. Расчёты показывают [11], что к началу эпохи аннигиляции барионов/антибарионов амплитуда флуктуа ций плотности вещества и антивещества в объёмах, содержавших 1088 частиц и античастиц, успела достичь значений n/n 1010 109. Она была относительно малой, но на много порядков большей, чем их начальная амплитуда. После за вершения аннигиляции в флуктуациях выжили лишь незначительные избытки 1010 109 частиц над античастицами и античастиц над частицами. Это опреде лялось амплитудой возмущений плотности барионов и антибарионов в эпоху их ан нигиляции. В расширяющейся Вселенной образовались области, содержащие лишь барионы (миры) и области, содержащие лишь антибарионы (антимиры). Подавляю щая часть барионов и антибарионов, имевшихся до аннигиляции, проаннигилировала и превратилась в излучение и слабовзаимодействующие нейтрино. Барион–фотонное соотношение установилось на уровне 1010 109.

Вселенная расширяется, увеличивается её размер (масштаб). Прошлые эпохи эво люции Вселенной удобно характеризовать величиной их красных смещений z. По определению, эпохе, имеющей красное смещение z, соответствовал текущий масштаб Вселенной в (z + 1) раз меньший, чем современный. Например эпохе интенсивной ан 1012, эпохе нигиляции барионов/антибарионов соответствует красное смещение z аннигиляции электрон–позитронных пар: z 10, эпохе рекомбинации: z 103 [5;

6].

Расчеты в рамках модели равномерно расширяющей Вселенной показывают, что после эпохи барион/антибарионной аннигиляции характерный масштаб, образовав 1012 был приблизительно 106 свето шихся зародышей миров и антимиров, при z вых секунд. Они содержали приблизительно по 1079 1080 барионов и антибарионов.

Плотность массы барионов/антибарионов в эпоху их аннигиляции в космической сре де упала приблизительно на девять–десять порядков и стала приблизительно равной 105 106 г/см3. Эти зародыши миров и антимиров были вморожены в релятивист скую расширяющуюся космическую среду, состоявшую, в основном, из электронов, позитронов, нейтрино, фотонов и их античастиц. В эту эпоху подавляющая часть энергии космической среды была заключена в её релятивистской компоненте.

109 (T 3 · 109 K) произошла аннигиляция электрон-позитронных пар При z и Вселенная окончательно распалась на миры и антимиры. Их масштаб в это время был приблизительно 109 световых секунд [11].

Барионы (p, n) и электроны в мирах и антибарионы (, n) и позитроны в антими p 3 рах ещё долго, приблизительно до z 10 (T 3 · 10 K) находились в термодина мическом равновесии с излучением. Закон расширения миров и антимиров в эпоху 109 до z 103 очень мало отличался от закона расширения Вселенной в от z целом. Слабое различие скоростей расширения Вселенной и миров/антимиров было связанно с влиянием гравитационных полей последних на их динамику. Оно привело 103 средняя плотность миров/антимиров стала на 104 к тому, что при z больше, чем средняя плотность космической среды во Вселенной.

Согласно расчетам в рамках S-модели равномерно расширяющей Вселенной, раз мер миров и антимиров в эпоху рекомбинации (z 103 ), когда барионы и антибарио ны стали термодинамически независимыми от излучения, составлял приблизительно 14·106 световых лет ( 4.2 Mпс). При таких линейных размерах они в настоящее вре мя должны наблюдаться как объекты имеющие угловой размер не меньший чем четверть градуса. Угловой размер зависит от значения параметра S-модели. С ростом значения угол растёт. При = 1.4, 1 [8;

12].

Наблюдение тонкой структуры реликтового излучения показывает, что на его равномерном фоне имеются незначительные отклонения см., например, [13]. Они яв ляются свидетельством существования неоднородностей в распределении видимой материи. Во многих местах реликтового фона, чётко наблюдаются пятна, имеющие угловые размеры не больше, чем один градус. Учитывая оценки, приведённые выше, предполагаем, что эти пятна являются мирами и антимирами. По-видимому, они рас пределены в пространстве регулярно и являются наиболее крупными структурными элементами Вселенной. Мы живём в одном из миров. Полагаем, что невозможность чётко видеть в полном объёме периодичность в пространственном распределении миров и антимиров связана с загораживающим влиянием неоднородностей, воз никших в нашем Мире значительно позже, чем он сам появился.

Миры и антимиры имеют гравитационные заряды противоположных знаков и вследствие этого не стремятся сближаться и сталкиваться. Процессы аннигиляции вещества и антивещества на границах их раздела практически выключены. Миры и антимиры вморожены в равномерно расширяющееся пространство гравитационно нейтральной Вселенной и погружены в равномерно распределённую гравитационно нейтральную релятивистскую компоненту космической среды. Их современный раз мер приблизительно 14 · 109 световых лет.

Различие в скорости расширения гравитационно-нейтральной Вселенной и грави тирующих миров и антимиров, связано с влиянием гравитационных полей последних 109 миры и антимиры на их динамику. Приближённо можно считать, что при z расширяются как независимые хаббловские шары с практически однородным на чальным распределением в них вещества/антивещества.

Всё что наблюдают астрономы, кроме реликтового излучения, приходит из наше го Мира, а он состоит из вещества. Отсутствие антивещества в нашем Мире, согласно предлагаемому объяснению в рамках двузнаковой гравитации, связано не с реаль ной барионной асимметрией, а с процессами разделения вещества и антивещества в ранней Вселенной и её общей динамикой. Согласно изложенной выше точке зрения, в ранней Вселенной в огромных количествах присутствовали барионы и антибари оны. Подавляющая их часть проаннигилировала в эпоху их аннигиляции. Выжила лишь приблизительно одна миллиардная часть из них. Выжившие барионы и анти барионы образовали миры и антимиры. Распад Вселенной на миры и антимиры был обусловлен тем, что между частицами и античастицами действует антитяготение.

Полагаем, что уже более пятнадцати лет, как астрономы наблюдают ранние ми ры и антимиры. Считаем, что ими являются относительно яркие пятна на почти однородном фоне реликтового излучения, имеющие характерный угловой размер не меньше, чем четверть градуса.

Впервые идея о зарядово-симметричной Вселенной высказана П. Дираком в 1933 г.

в его Нобелевской лекции. В заключение нам доставляет удовольствие привести аб зац из этой лекции.

Если мы станем на точку зрения, что полная симметрия между поло жительными и отрицательными электрическими зарядами является фун даментальным законом природы, то мы должны рассматривать как своего рода случайность, что Земля и, вероятно, вся Солнечная система содер жит избыток обычных электронов и положительных протонов. Вполне возможно, что некоторые звезды построены иным путём, именно, глав ным образом, из позитронов и отрицательных протонов. Конечно, в ми ре должно быть одинаковое число звёзд каждого сорта. Оба сорта звёзд будут иметь в точности одинаковые спектры, и в настоящее время нет возможности различить их каким-либо астрономическим методом..

По-видимому, Пророк был прав. Он верил в правильность красивой теории!

В статье Фотоны и антифотоны обсуждается гипотеза о существовании анти фотонов и связанные с ней возможные способы наблюдения миров и антимиров.

Список литературы [1] Окунь Л. Б. Физика элементарных частиц. М : Наука, 1988.

[2] Alfven H. // A. Elius Proc IAU Sump. 1973. no. 63.

[3] Б. П. Константинов, М. М. Бредов, А. И. Беляевский, И. А. Соколов // Кос мические исследования. 1966. № 4. С. 66.

[4] Omnes R. // Astron. & Astrophys. 1971. Vol. 10. P. 228.

[5] Зельдович Я. Б., Новиков И. Д. Строение и эволюция Вселенной. М : Наука, 1975.

[6] Горбунов Д. С., Рубаков В. А. Введение в теорию ранней Вселенной. Теория горячнго большого взрыва. М : ЛКИ, 2008.

[7] Горбунов Д. С., Рубаков В. А. Введение в теорию ранней Вселенной. Космоло гические возмущения. Инфляционная теория. М : КРАСАНД, 2010.

[8] Клименко А. В., Клименко В. А. Частицы, античастицы и гравитация.

Гравитационно-нейтральная Вселенная // Вестник ЧелГУ. 2013. № 17.

[9] Клименко А. В., Клименко В. А. Частицы, античастицы и гравитация. Анти тяготение // Вестник ЧелГУ. 2013. № 17.

[10] The ALPHA Collaboration, Charman A. E. Description and rst application of a new technique to measure the gravitational mass of antihydrogen // Nature communications. 2013. URL:

http://www.nature.com/ncomms/journal/v4/n4/full/ncomms2787.html.

[11] Клименко А. В., Клименко В. А. Миры и Антимиры // Вестник ЧелГУ.

2013. № 17.

[12] Клименко А. В., Клименко В. А., Фридман А. М. О равномерном расширении Вселенной // Астрономический журнал. 2010. Т. 87, № 10. С. 947–966.

[13] Three-year wilkinson microwave anisotropy probe (wmap) observations: implications for cosmology / Hinshaw G., Nolta M. R., Bennet C. L. et al. // Astrophys. J.

Suppl. 2007. Vol. 170, no. 2. P. 377–408.

Фотоны и антифотоны Клименко А. В., Клименко В. А.

1 Двузнаковая гравитация. Антифотоны Большинство учёных считает, что гравитация не различает частицы и античастицы.

Но некоторые теоретики считают, что это не так [1]. Ими высказана гипотеза о том, что источником гравитационного поля являются гравитационные заряды и они у частиц и античастиц отличаются знаком. С учётом этого рассматривается вариант теории в котором считается, что между частицами и античастицами существует ан титяготение. В этом варианте источником гравитационного поля является тензор,в котором, в отличие от тензора энергии-импульса эйнштейновской гравитации, одно типные вклады частиц и античастиц берутся с разными знаками [1].

Чтобы согласовать идею о гравитационных зарядах с существующим представ лением о том, что все компоненты космической среды являются источниками грави тационного поля, высказана следующая гипотеза: у любой частицы, в том числе и у фотона, существует античастица, и они имеют разные по величине, но противопо ложные по знаку гравитационные заряды.

С учётом этой гипотезы сформулирована теория, названная двузнаковой грави тацией. В этой теории гравитация различает частицы и античастицы [1].



Pages:   || 2 |
 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.