|
|
К 60-летию Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау
|
От двухжидкостной модели Ландау к Вселенной де Ситтера
Г.Е. Воловик
Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН, ул. Косыгина 2, Москва, 119334, Российская Федерация
Аналоги конденсированного состояния полезны для рассмотрения явлений, связанных с квантовым вакуумом. Это связано с тем, что в конденсированном состоянии мы знаем физику как в инфракрасном, так и в ультрафиолетовом диапазоне, тогда как в физике элементарных частиц и гравитации физика в транспланковском масштабе неизвестна. Одним из краеугольных камней в связи между нерелятивистским конденсированным состоянием и современными релятивистскими теориями является двухжидкостная гидродинамика сверхтекучего гелия, разработанная Ландау и Халатниковым (Исаак Маркович Халатников позже основал и возглавил Институт Ландау). Динамика и термодинамика состояния де Ситтера в расширяющейся Вселенной несут в себе некоторые черты многожидкостной системы. Фактически существует три компоненты: квантовый вакуум, гравитационная компонента и релятивистское вещество. Расширяющийся вакуум де Ситтера служит тепловым резервуаром с локальной температурой, которая в два раза превышает температуру Гиббонса-Хокинга, которая связана с космологическим горизонтом . Эта локальная температура приводит к нагреву материальной и гравитационной компонент. Последняя ведет себя как жесткая материя Зельдовича и представляет собой темную материю. В равновесии и в отсутствие обычной материи положительное парциальное давление темной материи компенсирует отрицательное парциальное давление квантового вакуума. Поэтому в полном равновесии полное давление равно нулю. Это довольно похоже на соответственно сверхтекучую и нормальную компоненты сверхтекучей жидкости, которые вместе создают нулевое давление жидкости в отсутствие окружающей среды. Мы предлагаем феноменологическую теорию, описывающую динамику темной энергии и темной материи. Если предположить, что в динамике гравитационная темная материя ведет себя как настоящая жесткая материя Зельдовича, то получаем, что обе компоненты испытывают степенное затухание из-за обмена энергией между этими компонентами. В результате обе компоненты приобретают к настоящему времени величины сравнимые с наблюдаемыми. Мы также рассматриваем другие проблемы через призму физики конденсированного состояния, включая черные дыры и постоянную Планка.
|