Исследуется возможность возникновения во Вселенной нового вещества в виде излучения и барионной материи без учета темной материи и темной энергии. Показано, что версия образования массы Вселенной за счет отрицательной энергии гравитации в эпоху инфляции некорректна и дает слишком незначительный прирост массы вещества по окончании эпохи инфляции. Предложена гипотеза, что генерируемая масса Вселенной не может быть наблюдаема. Показано, что эффект Казимира не решает проблему увеличения массы Вселенной от планковской до современной. Получена формула для работы сил отталкивания в модели Глиннера для расширяющегося шара. Показано, что почти вся масса Вселенной действительно могла возникнуть в эпоху инфляции, если она обусловлена работой сил отталкивания в модели Глиннера.
Ключевые слова: вещество, вакуум, расталкивание, законы сохранения, галактика, притяжение
***
Введение
Согласно гипотезе вселенной с нулевой энергией ее полная энергия равна нулю: количество положительной энергии в форме вещества в точности компенсируется ее отрицательной энергией в форме гравитации. В курсе теоретической физики Ландау и Лифшица «Теория поля» содержится указание, что в гравитационном поле сохраняется не 4-импульс материи, а 4-импульс материи вместе с гравитационным полем [1], но нет доказательства равенства нулю полной энергии.
***
В 1995 году Дж.В. Джохри рассчитал, что полная энергия вселенной Розена равна нулю во вселенной, соответствующей метрике Фридмана-Леметра–Робертсона–Уокера, и предложил механизм генерации материи за счет инфляции в молодой вселенной. Ксулу, используя комплекс Ландау-Лившица, показал, что энергия и отдельно полный импульс вселенной – нулевые [2]. Существует решение с нулевой энергией для пространства Минковского, представляющего наблюдаемую вселенную [3].
Экспериментальные доказательства, что энергия Вселенной нулевая, сомнительны. Гравитационная энергия видимой материи составляет 26-37% от наблюдаемой общей плотности массы-энергии [4]. На роль дополнительной отрицательной энергии предлагают темную материю [5]. Однако согласно опубликованным в марте 2013 года данным наблюдений космической обсерватории «Планк», интерпретированным с учётом стандартной космологической модели Лямбда-CDM, общая масса-энергия наблюдаемой Вселенной состоит на 4,9 % из обычного вещества, на 26,8 % из тёмной материи и на 68,3 % из тёмной энергии [6]. Даже если темная материя отрицательна (что явно расходится с экспериментальными данными), полная масса-энергия Вселенной не может быть равной нулю.
Кроме того, при больших радиусах Вселенной гравитационная энергия стремится к нулю, если бы она равнялась массе Вселенной, то и масса вселенной должна была бы стремиться к нулю, что противоречит наблюдаемым данным.
***
Читать полностью в pdf или скачать