ΛCDM (аббревиатура от Lambda-Cold Dark Matter, читается: «лямбда-си-ди-эм»])  — современная стандартная космологическая модель[1], в которой пространственно-плоская Вселенная заполнена, помимо обычной барионной материи, тёмной энергией (описываемой космологической постоянной Λ в уравнениях Эйнштейна) и холодной тёмной материей (англ. Cold Dark Matter). Согласно этой модели, для согласования с наблюдениями (в частности, космической обсерватории «Планк») возраст Вселенной должен быть принят равным 13,799 ± 0,021 миллиарда лет[2].

Состав Вселенной

Модель предполагает, что общая теория относительности является правильной теорией гравитации на космологических масштабах. ΛCDM возникла в конце 1990-х годов и включает в себя космологическую инфляцию на ранних стадиях Большого взрыва для объяснения пространственной плоскостности Вселенной и начального спектра возмущений.

Введение

править

Большинство современных космологических моделей основано на космологическом принципе, который утверждает, что наше местоположение во Вселенной никак особенно не выделяется и что на достаточно большом масштабе Вселенная выглядит одинаково во всех направлениях (изотропна) и из каждого места (однородность)[3]. Этот принцип представляет собой не безусловное требование-постулат, а скорее презумпцию — то есть считается верным, пока не доказано обратное.

Модель включает в себя расширение Вселенной, которое хорошо подтверждается космологическим красным смещением спектров удалённых галактик и квазаров.

История

править

Открытие космического микроволнового фона в 1965 году подтвердило ключевое предсказание космологии Большого Взрыва. С этого момента было принято считать, что Вселенная расширяется с течением времени, а раннее её состояние было плотным и горячим.

Скорость расширения зависит от содержания и типа вещества и энергии во Вселенной и, в частности, от того, является ли полная плотность выше или ниже так называемой критической плотности. В 1970-х годах основное внимание космологов привлекала чисто барионная модель, но в этом подходе были серьёзные проблемы объяснения образования галактик, учитывая очень небольшую анизотропию реликтового излучения, на которую уже тогда были получены серьёзные оценки сверху. В начале 1980-х годов стало ясно, что эта проблема может быть решена, если предположить, что холодная тёмная материя доминирует над барионной.

Различные модели предлагают разные соотношения обычных и тёмных энергий и масс. В 1980-х годах большинство исследований фокусировалось на модели холодной тёмной материи с критической плотностью при соотношении около 95 % тёмной материи и 5 % барионов: эти работы успешно объясняли формирование галактик и скоплений галактик, однако в 1990-х оказалось, что результаты по спектру крупномасштабного распределения галактик в сочетании с измеренной анизотропией реликтового излучения противоречат такой модели[4].

Модель ΛCDM стала стандартом вскоре после открытия ускорения расширения Вселенной в 1998 году, так как упомянутые выше противоречия были просто и естественно в ней решены.

Современные наблюдения, в частности измерение постоянной Хаббла, показывают отклонения от ΛCDM модели, использующей FLRW метрику[5][6].

Примечания

править
  1. Стандартная космологическая модель. Дата обращения: 26 июня 2020. Архивировано 7 апреля 2020 года.
  2. Planck Collaboration. Planck 2015 results. XIII. Cosmological parameters (англ.) // Astronomy and Astrophysics : journal. — 2016. — Vol. 594, no. 13. — P. A13. — doi:10.1051/0004-6361/201525830. — Bibcode2016A&A...594A..13P. — arXiv:1502.01589.
  3. Andrew Liddle. An Introduction to Modern Cosmology (2nd ed.). London: Wiley, 2003.
  4. Longair M. S. 14.7. Variations on a Theme of Cold Dark Matter // Galaxy Formation. — Berlin: Springer, 2008. — P. 415—419. — 760 p. — ISBN 978-3-540-73477-2.
  5. C Krishnan, R Mohayaee, E Ó Colgáin, M M Sheikh-Jabbari, L Yin. Does Hubble tension signal a breakdown in FLRW cosmology? // Classical and Quantum Gravity. — 2021-09-16. — Т. 38, вып. 18. — С. 184001. — ISSN 1361-6382 0264-9381, 1361-6382. — doi:10.1088/1361-6382/ac1a81.
  6. Elcio Abdalla, Guillermo Franco Abellán, Amin Aboubrahim, Adriano Agnello, Ozgur Akarsu. Cosmology Intertwined: A Review of the Particle Physics, Astrophysics, and Cosmology Associated with the Cosmological Tensions and Anomalies // Journal of High Energy Astrophysics. — 2022-06. — Т. 34. — С. 49–211. — doi:10.1016/j.jheap.2022.04.002. Архивировано 14 августа 2022 года.

Ссылки

править