Ist Antigravitation (dh abstoßende Schwerkraft) die Quelle der beschleunigten Expansion (dunkle Energie)?

Ist die Antigravitation die Quelle der beschleunigten Expansion (dunkle Energie)?

Aus der Beobachtung von 1998 haben wir herausgefunden, dass unser Universum seine beschleunigte Expansion fortgesetzt hat, und die unbekannte Ursache für diese beschleunigte Expansion wurde dunkle Energie genannt.

Niemand ist sich jedoch sicher, ob dunkle Energie wirklich aus der Antigravitation stammt, aus mehreren anderen Gründen, wie folgt.

1. Bisher wurde in Laboratorien oder auf der ganzen Erde keine Antigravitation beobachtet.

2. Im Gegensatz dazu ist die Kraft, die von dunkler Energie kommt$F = + kr$geformt als ein${\vec F_\Lambda } =\frac{1}{3}\Lambda m{c^2}r\hat r$Form, Antigravitation ist$F = + \frac{k}{{{r^2}}}$geformt.

3. Da dunkle Energie selbst ein unbekannter Effekt ist, besteht die Möglichkeit, dass andere unbekannte Kräfte existieren, die sich von den bestehenden unterscheiden.

Da wir immer noch keine Ahnung von der Quelle dunkler Energie haben, war es schwierig, dunkle Energie "Antigravitation" zu nennen, obwohl es möglich war, sie "Antigravitationseffekt" zu nennen, da ihre Wirkung abstoßend ist.

A. Gravitationspotentialenergie, wenn Antigravitation existiert.

Wir wissen, welche gravitative Eigenenergie (gravitative Bindungsenergie) als Summe der gravitativen potentiellen Energie sich wie folgt darstellt, wenn die Materie eine dreidimensionale Kugelverteilung zeigt.

${U_S} = - \frac{3}{5}\frac{{G{M^2}}}{r}$( r: Radius, M: die Masse der Kugel )

http://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_binding_energy

Da wir planen, dies auf die Kosmologie anzuwenden,

Annahme : Für eine einfache Modellierung nehmen wir an, dass die Antigravitationsquelle auf kosmologischer Ebene eine gleichmäßige Verteilung auf der Ebene eines Galaxienhaufens aufweist.

Wenn die Gravitationsselbstenergie durch gewöhnliche Dinge in unserem Universum wie unten ist,

${U_M} = - \frac{3}{5}\frac{{G{M^2}}}{r}$

Da wir nicht wissen, wie groß die potenzielle Gravitationsenergie durch Antigravitation ist, wollen wir eine Konstante einführen und angeben${k_h}$was für einen einfachen Vergleich wie unten leicht zu vergleichen ist.

${U_{DE}} = {k_h}\frac{{G{M^2}}}{r}$

B. Kraft, die durch positive Gravitationspotentialenergie erzeugt wird.

$\vec F = - \nabla {U_{DE}} = -\frac{{\partial {U_{DE}}}}{{\partial r}}\hat r = - \mathop {\lim}\limits_{\Delta r \to 0} \frac{{{U_{DE}}(r + \Delta r) - {U_{DE}}(r)}}{{\Delta r}}\hat r$

${U_{DE}(r)} = {k_h}\frac{{G{M^2}}}{r} = {k_h}\frac{{G{{(\frac{{4\pi }}{3}{r^3}{\rho _r})}^2}}}{r} ={k_h}G{(\frac{{4\pi }}{3})^2}{\rho _r}^2{r^5}$

${U_{DE}}(r + \Delta r) = {k_h}G{(\frac{{4\pi }}{3})^2}{\rho _{r + \Delta r}}^2{(r + \Delta r)^5}$

Betrachtet man den Erhaltungssatz der Masse-Energie,

${\rho _r}{r^3} = {\rho _{r + \Delta r}}{(r + \Delta r)^3}$

${\rho _{r + \Delta r}} = {\rho_r}{(\frac{r}{{r + \Delta r}})^3} = {\rho _r}(1 - 3\frac{{\Delta r}}{r} + 6{(\frac{{\Delta r}}{r})^2}...)$

${\rho _{r + \Delta r}}^2 = {\rho_r}^2(1 - 6\frac{{\Delta r}}{r} + 21{(\frac{{\Delta r}}{r})^2}...)$

${(r + \Delta r)^5} = {r^5}{(1 + \frac{{\Delta r}}{r})^5} = {r^5}(1 + 5\frac{{\Delta r}}{r} + 10{(\frac{{\Delta r}}{r})^2} + \cdots )$

$F = - \mathop {\lim }\limits_{\Delta r \to 0} \frac{{{k_h}G{{(\frac{{4\pi }}{3})}^2}[{\rho _{r + \Delta r}}{}^2{{(r + \Delta r)}^5} - \rho _r^2{r^5}]}}{{\Delta r}}$

$F \approx - \mathop {\lim }\limits_{\Delta r \to 0} \frac{{{k_h}G{{(\frac{{4\pi }}{3})}^2}{\rho _r}^2{r^5}[(1 - 6\frac{{\Delta r}}{r} + 21{{(\frac{{\Delta r}}{r})}^2})(1 + 5\frac{{\Delta r}}{r} + 10{{(\frac{{\Delta r}}{r})}^2}) - 1]}}{{\Delta r}}$

$F \approx - \mathop {\lim }\limits_{\Delta r \to 0} \frac{{{k_h}G{{(\frac{{4\pi }}{3})}^2}{\rho _r}^2{r^5}[(1 + (5 -6)\frac{{\Delta r}}{r} + (10 - 30 + 21){{(\frac{{\Delta r}}{r})}^2}) - 1]}}{{\Delta r}}$

$F \approx - \mathop {\lim}\limits_{\Delta r \to 0} {k_h}G{(\frac{{4\pi }}{3})^2}{\rho _r}^2{r^5}[ -\frac{1}{r} + (\frac{{\Delta r}}{{{r^2}}})]$

$F \approx + {k_h}G{(\frac{{4\pi}}{3})^2}{\rho _r}^2{r^5}(\frac{1}{r})$

verwenden$\frac{{4\pi }}{3}{r^3}{\rho _r} = M$

Daher verteilt sich die Kraft durch die Antigravitationsquelle gleichmäßig

$\vec F = + (\frac{{4\pi G}}{3}){k_h(t)}M{\rho _r}r\hat r$

Als ein$\vec F = + k\hat r$Form, diese Kraft ist abstoßende Kraft und ist proportional zu r wie dunkle Energie.

Wenn wir davon ausgehen, dass diese Kraft dieselbe ist wie die bestehende Kraft in Bezug auf dunkle Energie,$(\frac{{4\pi G}}{3}){k_h (t)}M{\rho _r}r = \frac{1}{3}\Lambda M{c^2}r$

$\Lambda = \frac{{4\pi G{k_h (t)}{\rho_r}}}{{{c^2}}}$

Hier wurde die Gesamtmasse M verwendet, da die Kraft durch potenzielle Gravitationsenergie auf alle Teilchen in der dreidimensionalen Kugel wirkt.

Dann lassen Sie uns herausfinden, konstant$k_h$aus den aktuellen Beobachtungsergebnissen und prüfen Sie, ob$\Lambda$von uns errechnet, ist ein richtiger Wert.

Nicht Masse-Energie, wir messen einen Gravitationseffekt aus der Beobachtung des Universums und nehmen die Existenz von Masse-Energie an, die dem Gravitationseffekt entspricht.

Das Verhältnis der Größe der Gravitationseffekte der gegenwärtigen dunklen Energie und Materie kann wie folgt erhalten werden.

$\frac{{DarkEnergy}}{{Matter}} \approx \frac{{72.1}}{{4.6}} = 15.67$

${k_h} = 15.67 \times \frac{3}{5} = 9.40$

$\Lambda = \frac{{4\pi G{k_h}{\rho _r}}}{{{c^2}}} =\frac{{4 \times 3.14 \times (6.67 \times {{10}^{ - 10}}{m^3}k{g^{ - 1}}{s^{ -2}}) \times {k_h} \times (4.17 \times {{10}^{ - 28}}kg{m^{ - 3}})}}{{9 \times{{10}^{16}}{m^2}{s^{ - 2}}}}$

$\Lambda = \frac{{4\pi G{k_h}{\rho_r}}}{{{c^2}}} = 3.64 \times {10^{ - 52}}[\frac{1}{{{m^2}}}]$

Dieser Wert stimmt mit der Dimension der kosmologischen Konstante überein, die aus den vorliegenden Beobachtungsergebnissen abgeleitet wird, und ist auch mit der Vorhersage ähnlich

wiki/Cosmological_constant

Daher enthält das aktuelle Standardmodell der Kosmologie, das Lambda-CDM-Modell, die kosmologische Konstante, die in der Größenordnung von 10^−52 m^−2 gemessen wird , in metrischen Einheiten.

Wie auch immer, wir können sehen, dass die Kraft, die durch die Gravitationspotentialenergie durch Antigravitation erzeugt wird, dieselbe Form hat wie die Kraft durch dunkle Energie, und dass es möglich ist, ihre Größe und Abstoßungswirkung genau zu erklären.

Darüber hinaus haben wir den sekundären Term herausgefunden, um zu überprüfen, ob dieses Modell richtig wäre,

Die aus Gravitationspotentialenergie durch Antigravitation erzeugte Kraft kann wie angegeben werden

$F = (\frac{{4\pi G}}{3}){k_h(t)}M{\rho_r}r = \frac{1}{3}\Lambda(t) M{c^2}r$

Da die vorherige Analyse der dunklen Energie proportional zum radialen Abstand r war

1) Wir können eine allgemeine Form betrachten,$U = k{r^n}$(n ist eine reelle Zahl) als Ursache für dunkle Energie, und daher besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass es kein Zufall ist, dass die obigen Beweise gültig sind.

2) Wir können das CCC-Problem (Cosmological Constant Coincidence) beantworten: „Warum hat dunkle Energie eine ähnliche Skala wie Materie?“. Es liegt daran, dass es die gleiche Gravitationswirkung wie sie hat.

3) Während die existierende kosmologische Konstante oder Vakuumenergie ein Konzept ist, um Energie nicht zu erhalten, wird potentielle Gravitationsenergie erhalten.

Ist die Antigravitation die Quelle der beschleunigten Expansion (dunkle Energie)? Was halten Sie davon?