Квінтесенція (англ. Quintessence) - гіпотетична форма темної енергії у космології, введена для пояснення спостережуваного прискореного розширення Всесвіту. Квінтесенція відрізняється від космологічної сталої тим, що вона може змінюватись з часом. Деякі фізики описують її як п'яту фундаментальну взаємодію.
Перший приклад квінтесенції запропонували [en] і Піблс (1988) та [en] (1988). У статті 1998 року [en], Рахула Дейва та [en] вперше був введений термін «квінтесенція», а сама концепція була розширена до більш загальних типів змінної в часі темної енергії.
Термінологія
Назва походить від лат. quinta essentia («п'ятий елемент»). Так починаючи з Середньовіччя називався елемент, доданий Аристотелем до інших чотирьох стародавніх класичних елементів, який він вважав матеріалом небесного світу. Арістотель вважав, що це чистий, тонкий і первісний елемент. Пізніші вчені ототожнили цей елемент з ефіром. Подібним чином сучасна квінтесенція була б п’ятим відомим «динамічним, залежним від часу та просторово неоднорідним» внеском у загальний вміст маси та енергії у Всесвіті.
Звичайно, інші чотири компоненти не є давньогрецькими класичними елементами, а радше «баріонами, нейтрино, темною матерією і випромінюванням». Хоча нейтрино іноді вважають випромінюванням, термін «випромінювання» в цьому контексті використовується лише для позначення безмасових фотонів. Просторова кривизна космосу (яка не була виявлена) виключена, оскільки вона нединамічна та однорідна; космологічна константа не розглядається як п'ятий компонент у цьому сенсі, оскільки вона нединамічна, однорідна та не залежить від часу.
Огляд результатів
Квінтесенція Q описується як скалярне поле з рівнянням стану, в якому wq (відношення тиску pq до густини q) задається потенціальною енергією і кінетичним членом:
Отже, квінтесенція є динамічною і, як правило, має параметри густини та wq, які змінюються з часом. Це відрізняє її від космологічної константи, яка є статичною з фіксованою густиною енергії та wq = − 1.
Квінтесенція може створювати як тяжіння, так і відштовхування, в залежності від співвідношення її кінетичної та потенційної енергії. Висловлювалось припущення, що квінтесенція перейшла від тяжіння до відштовхування близько десяти мільярдів років тому, приблизно через 3,5 мільярда років після Великого вибуху.
Окремими випадками квінтесенції є фантомна енергія, в якій w q < − 1, та k-есенція (k-essence, скорочення від kinetic quintessence), що має нестандартну форму кінетичної енергії. Якби цей тип енергії існував, то густина темної енергії у Всесвіті зростала б, Всесвіт би розширювався зі швидкістю, вищою за експоненціальну, і це спричинило б великий розрив.
У 2021 році група дослідників стверджувала, що напруження Габбла (певна неузгодженість значень сталої Габбла, виміряних локальними і глобальними методами) може означати, що життєздатними є лише моделі квінтесенції з ненульовою константою зв’язку.
Див. також
Джерела
- Carroll, S.M. (1998). Quintessence and the Rest of the World: Suppressing Long-Range Interactions. Phys. Rev. Lett. 81 (15): 3067—3070. arXiv:astro-ph/9806099. Bibcode:1998PhRvL..81.3067C. doi:10.1103/PhysRevLett.81.3067.
- Wetterich, C. Quintessence --a fifth force from variation of the fundamental scale (PDF). Heidelberg University.
- Dvali, Gia; Zaldarriaga, Matias (2002). Changing α With Time: Implications For Fifth-Force-Type Experiments And Quintessence (PDF). Physical Review Letters. 88 (9): 091303. arXiv:hep-ph/0108217. Bibcode:2002PhRvL..88i1303D. doi:10.1103/PhysRevLett.88.091303. PMID 11863992.
- Cicoli, Michele; Pedro, Francisco G.; Tasinato, Gianmassimo (23 July 2012). "Natural Quintessence in String Theory" – via arXiv.org.
- Ratra, P.; Peebles, L. (1988). Cosmological consequences of a rolling homogeneous scalar field. Physical Review D. 37 (12): 3406—3427. Bibcode:1988PhRvD..37.3406R. doi:10.1103/PhysRevD.37.3406. PMID 9958635.
- Wetterich, C. (13 червня 1988). Cosmology and the fate of dilatation symmetry. Nuclear Physics B (англ.). 302 (4): 668—696. arXiv:1711.03844. Bibcode:1988NuPhB.302..668W. doi:10.1016/0550-3213(88)90193-9. ISSN 0550-3213.
- Doran, Michael (1 жовтня 2001). et al. Quintessence and the Separation of Cosmic Microwave Background Peaks. The Astrophysical Journal (англ.). 559 (2): 501—506. arXiv:astro-ph/0012139. Bibcode:2001ApJ...559..501D. doi:10.1086/322253 — через Iopscience.
- Caldwell, R.R.; Dave, R.; Steinhardt, P.J. (1998). Cosmological Imprint of an Energy Component with General Equation-of-State. Phys. Rev. Lett. 80 (8): 1582—1585. arXiv:astro-ph/9708069. Bibcode:1998PhRvL..80.1582C. doi:10.1103/PhysRevLett.80.1582.
- Caldwell, R.R.; Dave, R.; Steinhardt, P.J. (1998). Cosmological Imprint of an Energy Component with General Equation-of-State. Phys. Rev. Lett. 80 (8): 1582—1585. arXiv:astro-ph/9708069. Bibcode:1998PhRvL..80.1582C. doi:10.1103/PhysRevLett.80.1582.
- Wanjek, Christopher. Quintessence, accelerating the Universe?. Astronomy Today.
- Caldwell, R. R. (2002). A phantom menace? Cosmological consequences of a dark energy component with super-negative equation of state. . 545 (1–2): 23—29. arXiv:astro-ph/9908168. Bibcode:2002PhLB..545...23C. doi:10.1016/S0370-2693(02)02589-3.
- Antoniou, Ioannis; Perivolaropoulos, Leandros (2016). Geodesics of McVittie Spacetime with a Phantom Cosmological Background. . 93 (12): 123520. arXiv:1603.02569. Bibcode:2016PhRvD..93l3520A. doi:10.1103/PhysRevD.93.123520.
- Krishnan, Chethan; Mohayaee, Roya; Colgáin, Eoin Ó; Sheikh-Jabbari, M. M.; Yin, Lu (16 вересня 2021). Does Hubble Tension Signal a Breakdown in FLRW Cosmology?. Classical and Quantum Gravity. 38 (18): 184001. arXiv:2105.09790. Bibcode:2021CQGra..38r4001K. doi:10.1088/1361-6382/ac1a81. ISSN 0264-9381.
Література
- Ostriker JP, Steinhardt P (January 2001). The Quintessential Universe. Scientific American. 284 (1): 46—53.
- Christof, Wetterich (24 вересня 1987). Cosmology and the fate of dilatation symmetry. Nuclear Physics B. 302 (4): 668—696. arXiv:1711.03844. Bibcode:1988NuPhB.302..668W. doi:10.1016/0550-3213(88)90193-9.
- Ostriker JP; Steinhardt P (January 2001). The Quintessential Universe. Scientific American. 284: 46—53. Bibcode:2001SciAm.284a..46O. doi:10.1038/scientificamerican0101-46. PMID 11132422.
- Lawrence M. Krauss (2000). Quintessence: The Search for Missing Mass in the Universe. Basic Books. ISBN .
Посилання
- Dark Energy dominates the Universe [ 24 Квітня 2008 у Wayback Machine.] (недоступне посилання)
- Quintessence Accelerating the Universe [ 30 Грудня 2013 у Wayback Machine.]
- Quintessence [ 19 Січня 2012 у Wayback Machine.]
- Quintessence model on arxiv.org [ 24 Жовтня 2021 у Wayback Machine.]
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Kvintesenciya angl Quintessence gipotetichna forma temnoyi energiyi u kosmologiyi vvedena dlya poyasnennya sposterezhuvanogo priskorenogo rozshirennya Vsesvitu Kvintesenciya vidriznyayetsya vid kosmologichnoyi staloyi tim sho vona mozhe zminyuvatis z chasom Deyaki fiziki opisuyut yiyi yak p yatu fundamentalnu vzayemodiyu Pershij priklad kvintesenciyi zaproponuvali en i Pibls 1988 ta en 1988 U statti 1998 roku en Rahula Dejva ta en vpershe buv vvedenij termin kvintesenciya a sama koncepciya bula rozshirena do bilsh zagalnih tipiv zminnoyi v chasi temnoyi energiyi TerminologiyaNazva pohodit vid lat quinta essentia p yatij element Tak pochinayuchi z Serednovichchya nazivavsya element dodanij Aristotelem do inshih chotiroh starodavnih klasichnih elementiv yakij vin vvazhav materialom nebesnogo svitu Aristotel vvazhav sho ce chistij tonkij i pervisnij element Piznishi vcheni ototozhnili cej element z efirom Podibnim chinom suchasna kvintesenciya bula b p yatim vidomim dinamichnim zalezhnim vid chasu ta prostorovo neodnoridnim vneskom u zagalnij vmist masi ta energiyi u Vsesviti Zvichajno inshi chotiri komponenti ne ye davnogreckimi klasichnimi elementami a radshe barionami nejtrino temnoyu materiyeyu i viprominyuvannyam Hocha nejtrino inodi vvazhayut viprominyuvannyam termin viprominyuvannya v comu konteksti vikoristovuyetsya lishe dlya poznachennya bezmasovih fotoniv Prostorova krivizna kosmosu yaka ne bula viyavlena viklyuchena oskilki vona nedinamichna ta odnoridna kosmologichna konstanta ne rozglyadayetsya yak p yatij komponent u comu sensi oskilki vona nedinamichna odnoridna ta ne zalezhit vid chasu Oglyad rezultativKvintesenciya Q opisuyetsya yak skalyarne pole z rivnyannyam stanu v yakomu wq vidnoshennya tisku pq do gustini r displaystyle rho q zadayetsya potencialnoyu energiyeyu V Q displaystyle V Q i kinetichnim chlenom w q p q r q 1 2 Q 2 V Q 1 2 Q 2 V Q displaystyle w q frac p q rho q frac frac 1 2 dot Q 2 V Q frac 1 2 dot Q 2 V Q Otzhe kvintesenciya ye dinamichnoyu i yak pravilo maye parametri gustini ta wq yaki zminyuyutsya z chasom Ce vidriznyaye yiyi vid kosmologichnoyi konstanti yaka ye statichnoyu z fiksovanoyu gustinoyu energiyi ta wq 1 Kvintesenciya mozhe stvoryuvati yak tyazhinnya tak i vidshtovhuvannya v zalezhnosti vid spivvidnoshennya yiyi kinetichnoyi ta potencijnoyi energiyi Vislovlyuvalos pripushennya sho kvintesenciya perejshla vid tyazhinnya do vidshtovhuvannya blizko desyati milyardiv rokiv tomu priblizno cherez 3 5 milyarda rokiv pislya Velikogo vibuhu Okremimi vipadkami kvintesenciyi ye fantomna energiya v yakij w q lt 1 ta k esenciya k essence skorochennya vid kinetic quintessence sho maye nestandartnu formu kinetichnoyi energiyi Yakbi cej tip energiyi isnuvav to gustina temnoyi energiyi u Vsesviti zrostala b Vsesvit bi rozshiryuvavsya zi shvidkistyu vishoyu za eksponencialnu i ce sprichinilo b velikij rozriv U 2021 roci grupa doslidnikiv stverdzhuvala sho napruzhennya Gabbla pevna neuzgodzhenist znachen staloyi Gabbla vimiryanih lokalnimi i globalnimi metodami mozhe oznachati sho zhittyezdatnimi ye lishe modeli kvintesenciyi z nenulovoyu konstantoyu zv yazku Div takozhP yata silaDzherelaCarroll S M 1998 Quintessence and the Rest of the World Suppressing Long Range Interactions Phys Rev Lett 81 15 3067 3070 arXiv astro ph 9806099 Bibcode 1998PhRvL 81 3067C doi 10 1103 PhysRevLett 81 3067 Wetterich C Quintessence a fifth force from variation of the fundamental scale PDF Heidelberg University Dvali Gia Zaldarriaga Matias 2002 Changing a With Time Implications For Fifth Force Type Experiments And Quintessence PDF Physical Review Letters 88 9 091303 arXiv hep ph 0108217 Bibcode 2002PhRvL 88i1303D doi 10 1103 PhysRevLett 88 091303 PMID 11863992 Cicoli Michele Pedro Francisco G Tasinato Gianmassimo 23 July 2012 Natural Quintessence in String Theory via arXiv org Ratra P Peebles L 1988 Cosmological consequences of a rolling homogeneous scalar field Physical Review D 37 12 3406 3427 Bibcode 1988PhRvD 37 3406R doi 10 1103 PhysRevD 37 3406 PMID 9958635 Wetterich C 13 chervnya 1988 Cosmology and the fate of dilatation symmetry Nuclear Physics B angl 302 4 668 696 arXiv 1711 03844 Bibcode 1988NuPhB 302 668W doi 10 1016 0550 3213 88 90193 9 ISSN 0550 3213 Doran Michael 1 zhovtnya 2001 et al Quintessence and the Separation of Cosmic Microwave Background Peaks The Astrophysical Journal angl 559 2 501 506 arXiv astro ph 0012139 Bibcode 2001ApJ 559 501D doi 10 1086 322253 cherez Iopscience Caldwell R R Dave R Steinhardt P J 1998 Cosmological Imprint of an Energy Component with General Equation of State Phys Rev Lett 80 8 1582 1585 arXiv astro ph 9708069 Bibcode 1998PhRvL 80 1582C doi 10 1103 PhysRevLett 80 1582 Caldwell R R Dave R Steinhardt P J 1998 Cosmological Imprint of an Energy Component with General Equation of State Phys Rev Lett 80 8 1582 1585 arXiv astro ph 9708069 Bibcode 1998PhRvL 80 1582C doi 10 1103 PhysRevLett 80 1582 Wanjek Christopher Quintessence accelerating the Universe Astronomy Today Caldwell R R 2002 A phantom menace Cosmological consequences of a dark energy component with super negative equation of state 545 1 2 23 29 arXiv astro ph 9908168 Bibcode 2002PhLB 545 23C doi 10 1016 S0370 2693 02 02589 3 Antoniou Ioannis Perivolaropoulos Leandros 2016 Geodesics of McVittie Spacetime with a Phantom Cosmological Background 93 12 123520 arXiv 1603 02569 Bibcode 2016PhRvD 93l3520A doi 10 1103 PhysRevD 93 123520 Krishnan Chethan Mohayaee Roya Colgain Eoin o Sheikh Jabbari M M Yin Lu 16 veresnya 2021 Does Hubble Tension Signal a Breakdown in FLRW Cosmology Classical and Quantum Gravity 38 18 184001 arXiv 2105 09790 Bibcode 2021CQGra 38r4001K doi 10 1088 1361 6382 ac1a81 ISSN 0264 9381 LiteraturaOstriker JP Steinhardt P January 2001 The Quintessential Universe Scientific American 284 1 46 53 Christof Wetterich 24 veresnya 1987 Cosmology and the fate of dilatation symmetry Nuclear Physics B 302 4 668 696 arXiv 1711 03844 Bibcode 1988NuPhB 302 668W doi 10 1016 0550 3213 88 90193 9 Ostriker JP Steinhardt P January 2001 The Quintessential Universe Scientific American 284 46 53 Bibcode 2001SciAm 284a 46O doi 10 1038 scientificamerican0101 46 PMID 11132422 Lawrence M Krauss 2000 Quintessence The Search for Missing Mass in the Universe Basic Books ISBN 978 0465037414 PosilannyaDark Energy dominates the Universe 24 Kvitnya 2008 u Wayback Machine nedostupne posilannya Quintessence Accelerating the Universe 30 Grudnya 2013 u Wayback Machine Quintessence 19 Sichnya 2012 u Wayback Machine Quintessence model on arxiv org 24 Zhovtnya 2021 u Wayback Machine