Аннотация: В статье предложен возможный механизм генерации темной материи и барионного вещества, приводящий к равенству плотности энергии (массы) барионов и частиц темной материи (ρB,0 ~ ρDM,0), на базе расширения Стандартной космологической модели ΛCDM (Λ- Cold Dark Matter). Рассмотрены физические эксперименты по обнаружению темной материи в околоземной среде и рождению электрон-позитронных пар в темной материи под действием космического излучения и релятивистских протонов по данным детектора АМС-02, размещенного на МКС и исследований Военно-инженерной космической академии им. А.Ф.Можайского с помощью ИСЗ.

Ключевые слова: физический вакуум; фотон; электрон; позитрон; протон; резонанс.

1.Вступление

Наука о законах поведения вещества в экстремальных условиях и космофизика тесно связаны и переплетены между собой. Вселенная выступает в качестве источника фундаментальной информации. В отличии от лабораторных экспериментов, в астрофизических объектах время существования экстремальных состояний варьирует от миллисекунд до миллиардов лет, что позволяет проводить их подробное наблюдение и измерение с помощью космических зондов, орбитальных и наземных телескопов в различном диапазоне длин волн. При этом сравнение космических наблюдений c результатами лабораторных исследований демонстрирует глубокие аналогии, свидетельствующие, как минимум, о единстве физических принципов поведения вещества в широком диапазоне плотностей (примерно 42 порядка) и температур (10¹³К). Это сведения о гидродинамическом перемешивании сильно излучающих релятивистских и замагниченных потоках и струях, солитонах и т.д. Академик В.Е. Фортов отмечает: «С ростом плотности энергии (ρ и Т) вещество приобретает все более универсальную структуру, происходит упрощение свойств вещества. Рост давления и температуры разрушает молекулярные комплексы, образуют атомные состояния, которые затем теряют внешние электроны, отвечающие за химическую индивидуальность вещества, из-за температуры ионизации и/или ионизации давлением» [1]. К сожалению, находясь в рамках стандартной космологической модели ΛCDM (Λ- Cold Dark Matter), нет возможности подойти так же диалектично к развитию Вселенной в целом, включая галактическую и межгалактическую среду, на которую приходиться 95% средней плотности вещества Вселенной. По результатам астрономических наблюдений телескопа Planck Вселенная состоит из:

- темной энергии (68,3%);

- темной материи (26,8%);

- «обычного» (барионного) вещества (4,9%) [2].

По утверждению профессора А.Д. Чернина, «темная энергия – невидимая космическая среда, физическая природа и микроскопическая структура которой неизвестна» [3]. Однако, темная энергия как макроскопическая среда обладает рядом особых, присущих только ей свойств:

1. ее плотность положительна, а давление отрицательно и равно плотности энергии по абсолютной величине;
2. она создает не тяготение, а антитяготение, так как ее эффективная гравитирующая плотность отрицательна.

Автор локальной теории расширения Вселенной А.Д.Чернин находит свою нишу в глобальной космологической теории ОТО А.Эйнштейна. Он пишет: «Феномен космического антитяготения хорошо описывается ОТО А.Эйнштейна» [3]. Эйнштейновское антитяготение подчиняется линейной зависимости силы от расстояния:

FE = (c²/3) ΛR ,         (1)

где Λ – эйнштейновская космологическая постоянная.

Плотность темной энергии ρv выражается через космологическую Λ и гравитационную G постоянные:

ρv = c²Λ /(8πG)         (2)

Космологическая плотность темной энергии измерена сейчас с точностью до нескольких процентов ρv = (0.721±0.025)·10^-29 г/см³ [3]. Интерпретация космологической постоянной в духе представления об антигравитирующей среде с постоянной плотностью была положена в основу стандартной космологической модели ΛCDM. В работе [4] на основании развития теории сверхтекучих сред, предлагается расширить рамки стандартной модели и дать физическое объяснение космологической постоянной, исходя из структурных особенностей и упругих свойств темной энергии.

Темная материя ведет себя совершенно иначе. Академик В.А. Рубаков заявляет: «Это обычные в гравитационном плане частицы, они собираются в сгустки, скучиваются, а потом притягивают к себе обычное вещество, образуя галактики. Конечно, это не известные нам, а новые частицы, нейтральные по отношению к электромагнитным взаимодействиям, поэтому они не светят и не поглощают свет» [5]. В литературе предложено несколько возможных механизмов генерации темной материи и барионной асимметрии, приводящих к равенству плотности энергии (массы) барионов и частиц темной материи (ρB,0 ~ ρDM,0), однако, естественного объяснения этого факта не найдено [6]. В своей статье я предлагаю «естественный» механизм генерации темной материи и барионного вещества на основании глубоких аналогий с поведением сверхтекучей среды.

формате PDF (451Кб)