92
работы на любом уровне обучения физике. И, как нам представляется,
подобные
элементы
инноваций
должны
способствовать
развитию
познавательного интереса учащихся ко всем фундаментальным наукам.
Литература:
1. Лигай М.А., Ермекова Ж.К., Бубликов С.В. Теория и практика развития
познавательного интереса к фундаментальным и прикладным наукам.
2. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. Издание 7-е, исправленное.–
М.: Наука, 1988.
КҤҢГІРТ ЭНЕРГИЯНЫҢ ҦЙЫТҚУЫН КОСМОЛОГИЯЛЫҚ
БАҚЫЛАУ МӘЛІМЕТТЕРІМЕН БАЙЛАНЫСТЫРУ
Мамырбаев Д.А., Рахманқҧл О.Б.
Астана қ., Л. Н. Гумилев атындағы Еуразия Ҧлттық Университеті
dmamyr@mail.ru, orynkul.orzhanova@mail.ru
Космологиялық бақылау мәліметтері бойынша біздің Әлемде энергияның
массалық ҥлесінің 70%−ын кҥңгірт энергияның алатынын және оны ҥдеумен
ҧлғайтып жатқандығын дәләлдейді. Космологиялық ҥдеуді физикалық тҧрғыда
тҥсіну, кҥңгірт энергияның қасиетінің нақты сипаттамасын талап етеді. Бҧған
динамика яғни
кҥй теңдеуінің параметрі, оның еркіндік дәрежесі, мысалы,
ҧйытқу немесе
дыбыстық жылдамдығының тҧрақтылығы яғни, кҥңгірт
энергияның жоғары қызыл ығысуда болуы [1]. Дыбыс жылдамдығы жарық
жылдамдығынан тӛмен болғандықтан, кҥңгірт энергияның әртекті ҧлғаюы
космостық микротолқындық фон (CMB) мен материя қуат спектріне әсер етеді.
Бҧл зерттеулер ҥшін ең қолайлы динамикалық артықшылықтарға ие
, квинтессенциядан ӛзгеше еркіндік дәрежесі
және ерте
әлемде кҥңгірт энергияның болу
модельдері бар [2].
Бҧл мақалада, біз кҥңгірт энергияның дыбыс жылдамдығын зерттейміз.
Сонымен бірге, бақыланатын
дыбыс жылдамдығын зерттеуге ӛте тиімді
болып табылатын, кҥңгірт энергияның тығыздығы елеусіз болмайтын ерте
уақыттағы моделін қарастырамыз.
1. Кҥңгірт энергияның ҧйытқуы
Дыбыс жылдамдығының кҥңгірт энергияның әртекті ӛсуіне әсерін,
кҥңгірт энергияның ҧйытқуының материяда таралуын алу ҥшін, Эйнштейннің
ҧйытқу теңдеуінен
тығыздықтың ҧйытқуын,
қысымның ҧйытқуын,
ҧйытқудың жылдамдығын (дивергенция) шешу керек.
Конформды Ньютондық калибровкада Фридман-Робертсон-Уолкер
ҧйытқу метрикасы мынадай тҥрде жазылады:
93
, (1)
мҧндағы, масштабтық фактор, – конформды уақыт,
– ҥш ӛлшемді
координата, және метрикалық потенциалдар. Фурье кеңістігінде [3] идеал
сҧйықтың энергия-импульс сақталу заңы:
, (2)
мҧндағы, – толқындық вектор, нҥкте конформды уақыт бойынша туынды,
– Хаббл параметрі,
– тығыздықтың ҧйытқуы, ҧйытқудың
жылдамдығы
және кҥй теңдеуі
.
Эффективтік дыбыстық жылдамдықты
келесі теңдік арқылы
анықтаймыз [4]:
(3)
мҧнда, квадраттық адиабаттық дыбыстық жылдамдық мынаған тең:
. (4)
(2) және (3) теңдеулерін арқылы ӛрнектесек
(5)
. (6)
теңдеуінде бастапқы шарт
– дан ((5) теңдеуден туынды алып және (6)
теңдеуге қойғанда)
қатысуымен теріс мәнге ие болады және кіші
масштабтарда бәсеңдейді,
. Бірақ, кҥңгірт энергияда ҧйытқулар тіпті
кезінде де бар болады, алайда, Хаббл масштабының ӛте тӛмен деңгейлі
шегінде
орындалады.
болғандықтан, бәсеңдеу ӛздігінен
орындалады және кҥңгірт энергияның бірқалыпты еместігі орнықты болуы
94
мҥмкін. Барлық осы ҧйытқулар – дан тәуелсіз тҥрде
арқылы жоқ
болады.
Кҥңгірт энергияның ҧйытқулары метрика ҧйытқуына әсер еткендіктен,
материядағы ҧйытқуларға да Пуассон теңдеуі арқылы әсер етеді
, (7)
Мҧнда қосынды барлық компоненттер бойынша алынды. Идеал сҧйық
ҥшін анизотроптық әсер болмағандықтан,
шарты орындалады.
Сондықтан, тығыздық қуаты спектріне кҥңгірт энергия дыбыстық жылдамдығы
әртҥрлі деңгейде әсер ететіндігін болжаймыз.
2. Кҥңгірт энергияның моделдері
Біз кҥңгірт энергияның екі моделін қарастырамыз.
1) Тҧрақты
моделі. Біз дыбыс жылдамдығы жарық жылдамдығынан
ӛзгеше кҥңгірт энергияның моделін қарастырайық: кҥй теңдеуі параметрі
тҧрақты және дыбыстық жылдамдығы тҧрақты. Бҧл [5] тарихи салыстыру
ҥшін маңызды, кҥй теңдеуіндегі тҧрақты
болғандықтан [6]
мақалаға салыстыру ҥшін дыбыс жылдамдығына тәуелсіз тек геометриялық
мәліметтерді пайдаланып және осылай
шартының салдарынан
эффективтік дыбыстық жылдамдық бәсеңдейді.
2) Тҧрақты дыбыстық жылдамдықпен ертедегі кҥңгірт энергия
(cEDE). Дыбыс жылдамғының әсері
± 1 кҥштірек болады. Біз әртҥрлі кҥй
теңдеуімен сипатталатын, бірақ дыбыстық жылдамдығы тҧрақты моделдерді
қарастырамыз. Ертедегі феноменологиялық кҥңгірт энергияның моделін [7]
алайық. Бҧл моделде ерте уақытта шамасы нӛлге тең деп есептелген және
сондықтан,
шамасының бақылау нәтижесінде әсері болуы мҥмкін. Модель
параметрлері ерте уақытта кҥңгірт энергияның тығыздығы
(бҧл тҧрақтыға
ҧмтылады), бҥгінгі кҥй теңдеуі
және
бӛлігі болады. Бҧл жалпылануды
cEDE моделі деп атайды
(8)
(9)
мҧнда,
- қазіргі кҥңгірт энергияның тығыздығы, бҧл моделде
тҧрақты.
Қорытынды
Бҧл космологиялық мәліметтер стандартты ΛCDM Әлемімен және
кҥй теңдеуімен ӛте сәйкес келеді. Жоғарыда біз, кҥңгірт энергияның
дыбыс жылдамдығын зерттей отырып, квинтэссенциядан басқа еркіндік
Достарыңызбен бөлісу: |
