3 / 12
А.А. Кириллов, Е.П. Савелова
112
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2016. № 6
Подобная картина и наблюдается на небе. В однородной Вселенной число га-
лактик достаточно хорошо отслеживает поведение физического объема простран-
ства. Последние, демонстрируют фрактальность распределения
d
N R R
с раз-
мерностью
1 2
d D
вплоть до растояний ~ 200
R Mpc
[7]
N R
— число га-
лактик в шаре радиусом
.
R
Отметим, что, проходя через кротовые норы, свет
оказывается слишком рассеянным (чтобы наблюдать отдельные галактики) и
формирует диффузионный фон [8, 9]. Поэтому размерность пространства, опреде-
ляемая по галактикам, всегда
3.
d
В частности, такое поведение распределения
галактик представляет собой давнюю и нерешенную проблему дефицита барионов
в видимой части Вселенной [10]. Сложная нетривиальная топология пространства
приводит к естественной модификации закона Ньютона [11, 12] (без каких-либо
модификаций фундаментальных теорий). Это можно интерпретировать как про-
явление ТМ, что идеально согласуется с наблюдениями [11].
Следовательно, дискретные модели квантовой гравитации (на решетке)
фактически навязывают новый космологический сценарий. Инфляционная фа-
за в ранней Вселенной чрезвычайно быстро и сильно растягивает все масштабы
и приводит к закалке фрактальной структуры пространства. Последняя — это
мгновенный отпечаток квантовой пространственно-временной пены, суще-
ствующей на планковских масштабах. Такая сложная фрактальная структура и
определяет начальные условия для стандартной космологии. Отметим, что в
квантовой гравитации пена соответствует вакуумному состоянию, которое об-
ладает свойствами однородности и изотропии. Соответственно, после закалки,
топология также будет обладать подобными свойствами.
Такую структуру можно моделировать однородным и изотропным газом
космологических кротовых нор [12]. Большинство астрофизиков скептически
относятся к существованию кротовых нор, поэтому этот вопрос будет подробно
рассмотрен далее.
Могут ли существовать космологические кротовые норы?
Сферические
кротовые норы для устойчивости требуют экзотической формы материи (обла-
дающей либо отрицательной плотностью энергии, либо — в более слабом вари-
анте — отрицательным следом тензора энергии импульса). Подобного вещества,
разумеется, не существует ни в лабораторных условиях, ни в астрофизических
объектах. В литературе на тему экзотической формы материи встречаются спе-
куляции по поводу эффекта Казимира. Так, при наличии нетривиальных границ
(например, проводящих пластин) плотность энергии вакуума изменяется на
величину, которая может обладать требуемыми экзотическими свойствами. Од-
нако последняя представляет собой только часть энергии, полная плотность
которой имеет стандартную форму. Кроме того, подобная энергия может стаби-
лизировать сферические норы только планковского размера [13], для которых
классические уравнения Эйнштейна теряют смысл. Неустойчивость сфериче-
ских кротовых нор приводит к тому, что подобные объекты быстро коллапси-
руют (мост Эйнштейна — Розена) и на выходе получается пара черных дыр.