Фред Адамс - Пять возрастов Вселенной

Образование и распад позитрония в будущей Вселенной вычислен в работе Page and McKee (1981ab). Вопрос продолжения аннигиляции частиц рассмотрен во многих источниках (например, Frautschi, 1982; Barrow and Tipler, 1986; AL 97).

Наверное, самым спекулятивным физическим процессом из рассмотренных в данной книге является возможность будущего фазового перехода, который может быть запущен квантовым туннелированием скалярного поля. Первые подобные расчеты выполнили Voloshin et al. (1975) и Coleman (1977, 1985). Впоследствии эти расчеты были обобщены с целью включения гравитации (Coleman and De Luccia, 1980), влияний конечной температуры (Linde, 1983b) и более общих форм потенциала скалярного поля (Adams, 1993). Обсуждались также космологические следствия фазовых переходов вакуума (Hut and Rees, 1983; Turner and Wilczek, 1982). Когда и если происходит такой фазовый переход, соответственно, могут измениться и законы физики (Crone and Sher, 1990; Sher, 1989; Sukuki, 1988; Primack and Sher, 1980). Родственным процессом является образование новых вселенных (Sato et al., 1982; Blau, Guendelman and Guth, 1987; Hawking, 1987; Farhi, Guth and Guven, 1990; см. также Guth, 1997). Эти новые вселенные, в принципе, могут получать из нашей, материнской, Вселенной информацию и, возможно, даже материю (различные точки зрения см., например, в Visser, 1995; Linde, 1988, 1989; Tipler, 1992).

Долгосрочное расширение Вселенной зависит от множества факторов, включая вклад, который вносит в общую плотность энергии вакуум (Weinberg, 1989; Carroll, Press and Turner, 1992), массовую плотность Вселенной (недавний обзор см. в работе Turkok, 1997; см. также Loh and Spillar, 1986) и многие другие соображения (например, Ellis and Rothman, 1993; Gott, 1993; Grischuk and Zel'dovich, 1978).

Хотя современные данные астрономических наблюдений свидетельствуют о том, что Вселенная продолжит расширяться (Dekel et al., 1997), мы вкратце рассматриваем сценарий, согласно которому Вселенная, или некоторая ее часть, переживет повторное сжатие. Классическое изложение физических событий, ведущих к Большому сжатию, см. в статье Риса (Rees, 1969).

Тонкая настройка нашей Вселенной обсуждается во многих контекстах и связана с «антропным космологическим принципом» (более подробное изложение см. в трудах Barrow and Tipler, 1986; Carr and Rees, 1979). Идея о том, что наша Вселенная — всего лишь одна из множества возможных, в настоящее время вызывает все более пристальное внимание космологии (например, Rees, 1981); последняя популярная трактовка мультиверса и его следствий представлена в книге Риса (Rees, 1997).

На идее вечной инфляции и вечной сложности часто останавливался А.Линде (см., например, Linde, 1986, 1988, 1989, 1990, 1994; см. также Vilenkin, 1983). Понятие дарвиновской эволюции вселенных ввел и описал в своей последней книге Л. Смолин (Smolin, 1997; см. также Rees, 1997).

Adams F.С. 1993, General solutions for tunneling of scalar fields with quartic potentials, Phys. Rev. D 48, 2800.

Adams F.C. and M. Fatuzzo, 1996, A theory of the initial mass function for star formation in molecular clouds, Astrophys. J. 464, 256.

Adams F.C. and G. Laughlin, 1997, A dying universe: The long-term fate ana evolution of astrophysical objects, Rev. Mod. Phys. 69, 337.

Adams F.C. and G. Laughlin, 1998, The future of the universe, Sky and Telescope 96, 32.

Adams F.C. G. Laughlin, M. Mbonye, and M. J. Perry, 1998, The gravitational demise of cold degenerate stars, Phys. Rev. D 58, 083003.

Albrecht A. and P.J. Steinhardt, 1982, Cosmology for grand unified theories with radiatively induced symmetry breaking, Phys. Rev. Lett. 48, 1220.

Alpher R.A., H. Bethe and G. Gamow, 1948, The origin of chemical elements. Phys. Rev. 73, 803.

Bahcall J.N., 1989, Neutrino Astrophysics (Cambridge: Cambridge Univ. press).

Bardeen J.M., P.J. Steinhardt and M.S. Turner, 1983, Spontaneous creation of almost scale-free density perturbations in an inflationary universe, Phys. Rev. D 28, 679.

Barrow J.D. and F.J. Tipler, 1978, Eternity is unstable, Nature 276, 453.

Barrow J.D. and F.J. Tipler, 1986, The Anthropic Cosmological Principle (Oxford: Oxford Univ. Press).

Bekenstein J.D., 1981, A universal upper bound to the entropy to energy ratio for bounded systems, Phys. Rev. D 23, 287.

Binney J. and S. Tremaine, 1987, Galactic Dynamics (Princeton: Princeton Univ. Press).

Birrell N.D. and P.C.W. Davies, 1982, Quantum Fields in Curved Space (Cambridge: Cambridge Univ. Press).

Blau S.K., E.I. Guendelman and A. H. Guth, 1987, Dynamics of false-vacuum bubbles, Phys. Rev. D 35, 1747.

Bond J.R., B.J.Carr and C.J.Hogan, 1991, Cosmic backgrounds from primeval dust, Astrophys. J. 367, 420.

Boss A. V. Mannings and S.Russell, 1999, editors, Protostars and Planets IV (Tucson: Univ. Arizona Press).

Burrows A., W.B. Hubbard, D. Saumon and J.I. Lunine, 1993, An expanded set of brown dwarf and very low mass star models, Astrophys. J. 406, 158.

Burrows A. and J. Liebert, 1993, The science of brown dwarfs, Rev. Mod. Phys. 65, 301.

Carr B.J., 1994, Baryonic dark matter, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 32, 531.

Carr B.J., 1976, Some cosmological consequences of primordial black hole evaporation, Astrophys. J. 206, 8.

Carr B.J. and M.J. Rees, 1979, The anthropic principle and the structure of the physical world, Nature 278, 605.

Carroll S. M., W. H. Press and E. L. Turner, 1992, The cosmological constant, Ann. Rev. Astron. Astrophys. 30, 499.

Chandrasekhar S., 1939, Stellar Structure (New York: Dover).

Clausius R., 1865, Ann. Physik 125, 353.

Clausius R., 1868, Phil. Mag. 35, 405.

Clayton D.D., 1983, Principles of Stellar Evolution and Nucleosynthesis (Chicago: Univ. Chicago Press).

Coleman S., 1977, The fate of the false vacuum: 1. Semiclassical theory, Phys. Rev. D 15, 2929.

Coleman S., 1985, Aspects of Symmetry (Cambridge: Cambridge Univ. Press).

Coleman S. and F. DeLuccia, 1980, Gravitational effects on and of vacuum decay, Phys. Rev D 21, 3305.

Comte A., 1835, Cours de la Philosophie Positive, 2, 2 (Paris: Bachelier; repr. by Editions Anthropos, Paris 1968).

Crone M.M. and M. Sher, 1990, The environmental impact of vacuum decay. Am. J. Phys. 59, 25.

Croswell K., 1997, Planet Quest (New York: The Free Press).

Davies P.C.W., 1982, The Accidental Universe (Cambridge: Cambridge Univ. Press).

Davies P.C.W., 1994, The Last Three Minutes (New York: Basic Books).

Dekel A., D. Burstein and S.D.M. White, 1997, Measuring omega, in Critical Dialogues in Cosmology, ed. N. Turok (Singapore: World Scientific), p. 175.

Dicus, D.A., J.R. Letaw, D.C. Teplitz, and V.L. Teplitz, 1982, Effects of proton decay on the cosmological future, Astrophys. J. 252, 1.

Diehl E., G.L. Kane, C. Kolda and J.D. Wells, 1995, Theory, phenomenology, and prospects for detection of supersymmetric dark matter, Phys. Rev. D 52, 4223.

Dolgov A.D., 1992, Non-GUT baryogenesis, Physics Reports 222, 309.

Dyson F.J., 1979, Time without end: Physics and biology in an open universe, Rev. Mod. Phys. 51, 447.

Dyson F.J., 1988, Infinite in All Directions (New York: Harper and Row). Eddington A. S., 1931, Nature 127, 447.

Ellis G.F.R. and T. Rothman, 1993, Lost horizons, Am. I. Phys. 61, 883.

Ellis G.F.R. and D.H. Coule, 1994, Life at the end of the universe, Gen. Ret. and Grav. 26, 731.

Farhi E.H., A.H. Guth and J. Guven, 1990, Is it possible to create a universe in the laboratory by quantum tunneling? Nuclear Phys. B339, 417.

Faulkner J. and R.L. Gilliland, 1985, Weakly interacting massive particles and the Solar neutrino flux, Astrophys. J. 299, 994.

Feinberg G., 1981, The coldest neutron star, Phys. Rev. D 23, 3075.

Feinberg G., M. Goldhaber and G. Steigman, 1978, Multiplicative baryon-number conservation and the oscillation of hydrogen into antihydrogen, Phys. Rev. D 18, 1602.

Frautschi S., 1982, Entropy in an. expanding universe. Science 217, 593.

Gaier T., et al., 1992, A degree-scale measurement of anisotropy of the cosmic background radiation, Astrophys. J. Lett. 398, LI.

Gamow G., 1946, Expanding universe and the origin of elements, Phys. Rev. 70, 572.

Genzel R., et al., 1996, The dark mass concentration in the central parsec of the Milky Way, Astrophys. J. 472, 153.

Goity J.L. and M. Sher, 1995, Bounds on ΔB = 1 couplings in the supersymmetric standard model, Phys. Lett. 346 B, 69.

Golimowski D.A., T. Nakajima, S.R. Kulkarni and B.R. Oppenheimer, 1995, Detection of a very low mass companion to the astrometric binary Gliese 105A, Astrophys. J. Lett. 444, L101.

Gott J.R., 1993, Implications of the Copernican Principle for our future prospects, Nature 363, 315.

Gould A., 1987, Resonant enhancements in weakly interacting massive particle capture by the Earth, Astrophys. J. 321, 571.

Grischuk L.P. and Ya.B. Zel'dovich, 1978, Long wavelength perturbations of a Friedmann universe, and anisotropy of the microwave background, Sov. Astron. 22, 125.

Guth A., 1981, The inflationary universe: A possible solution to the horizon and flatness problems, Phys. Rev. D 23, 347.

Guth A., 1997, The Inflationary Universe: The Quest for a New Theory of Cosmic Origins (Reading, MA: Addison-Wesley).

Guth A.H. and S.-Y. Pi, 1982, Fluctuations in the new inflationary universe, Phys. Rev. Lett. 49, 1110.

Hansen C.J. and S.D. Kawaler, 1994, Stellar Interiors: Physical Principles, Structure, and Evolution (New York: Springer).

Hawking S.W., 1974, Black hole explosions? Nature 248, 30.

Hawking S.W., 1975, Particle creation by black holes, Comm. Math. Phys. 43, 199.

Hawking S.W., 1976, Black holes and thermodynamics, Phys. Rev. D 13, 191.

Hawking S.W., 1982, The development of irregularities in a single bubble inflationary universe, Phys Lett. 115 B, 295.

Hawking S.W., 1987, Quantum coherence down the wormhole, Phys. Lett. 195 B, 337.