Наша Вселенная

Dark energy
Сверхновые звезды
Блеск звезды увеличивается в 1000 раз и
сравнивается с блеском звезд от всей галактики
За 5000 лет – 200 случаев
В галактике – два раза за 100 лет
(Сern Courier , Jan. 2006, p.10)
1006 г. – китайские астрономы
1054 г. – японские астрономы
1572 г. – Тихо Браге
1604 г. – Иоганн Кеплер
1936 г. – В.Бааде, Ф.Цвикки – 12 вспышек
Сейчас – 100 вспышек/год
Всего - 1500
SN I – нет водородных линий, одинаковая форма
кривых блеска – стандартные свечи
SN I – белый карлик в двойной системе звезд
Белый карлик –m < 1.4 m() водород выгорел
Взрыв = за счет аккреции вещества соседней
звезды
SN II - тяжелые звезды
SN II – есть водородные линии, разные спектры и
кривые блеска
Слоеный пирог
– водород,
гелий, С12, О16,
Si, S, Fe
Образование
элементов за Fe
не происходит
Железное ядро
коллапсирует
SN I – нет водородных линий, одинаковая форма
кривых блеска – стандартные свечи
Измерялся блеск сверхновых при разных z=/.
Сверхновая с красным смещением z взорвалась в то
время, когда величина масштабного фактора была в
1/(1+z) меньше теперешнего.
Зная видимую светимость SN I можно определить
расстояние R до звезды.
Lobs = L/4 R2 ,
L- светимость сверхновой при R=0
R= 4 L/ Lobs
Можно определить R по красному смещению:
H0 Rz = c z ,
Rz = c z/H0
H0 = «постоянная» Хаббла, которая зависит от времени
Если Вселенная заполнена обычным веществом – темп
расширения уменьшается.
Ожидалось:
R = Rz
Оказалось, что
R > Rz
Блеск далеких СН на 25% меньше, чем должен быть (для
данного z).
Они оказались дальше, чем должны были быть.
То есть расширение Вселенной – ускоряется.
m =1/3,  =2/3
=1/3
m =1
m =1/3, k =2/3
Блеск сверхновых меньше ожидавшегося.
Следовательно, расстояние до них – больше
ожидавшегося.
Следовательно, расширение Вселенной ускоряется
A.Reiss et al, astro-ph/0611572
We have discovered 21 new Type Ia supernovae (SNe Ia) with the Hubble
Space Telescope (HST) and have used them to trace the history of cosmic
expansion over the last 10 billion years. These objects, which include 13
spectroscopically confirmed SNe Ia at z ≥ 1.
Темная энергия следует из:
 Измерений блеска сверхновых
 Анализа данных по микроволновому фону
 = 0.73  0.04
(WMAP collaboration)
m = 1 – исключено данными WMAP на уровне 7 
Возможные фоновые эффекты:
 Задымление, космическая пыль ослабляет свет далеких
СН - исключено
Cамая далекая сверхновая - z=1.7 , t=9.8 109 лет
Она кажется, наоборот, ярче, чем ожидалось.
 Гравитационные линзы – исключены
 Далекие СН не похожи на близкие СН - учитывается
Темная энергия сначала замедляет темп расширения,
по сравнению с m =1, а затем начинает ускорять
темп расширения Вселенной.
(BeamLine, Fall 2001, p.2)
Природа темной энергии
 Обычное вещество: гравитация =притяжение.
 Темная энергия: гравитация =отталкивание.
Расширение Вселенной сначала замедляется, а затем
(сравнительно недавно – 5 109 лет назад) –
ускоряется
Что такое темная энергия?
Темная материя:
– гравитационное притяжение
- образует пространственные структуры
- слабо взаимодействует с обычным веществом
Темная энергия:
– гравитационное отталкивание
- не образует пространственных структур
 Скалярное поле = квинтэссенция (?)
m = 10-33 эВ, rCompton  rUniverse
 Энергия вакуума?
Литература:









M.Turner, astro-ph/0106035, 2001.
Phys.Today, July 2001.
A.H.Jaffe et al., Phys.Rev.Lett. 86 (2001) 3475.
N.A.Bahcall et al., astro-ph/9906463, 1999. “The Cosmic
triangle” , Science 284 (1999) 1481.
http://www.astro.virginia.edu/~jh8h/Foundations - web
version ”Foundations of Modern Cosmology”
WMAP Collaboration, astro-ph/0302207, 2003
CERN Courier, Sept. 2003, 23.
Scientific American, January, 1999.
P.Ferreira, The cosmic background, Physics World, April
2003, p.27
 А.Riess, M.Turner, From slowdown to speedup, Scientific
American, February 2004, 50.
 I.Tkachev, Astroparticle physics, hep-ph/0405168, 2004.
 W.Hu, M.White, The cosmic symphony, Sci.Am., February
2004, 44.