Астрономи пак потвърдиха OTO :-) / Наука / Природни науки / Астрономия

Да, това което мерим тук е повлияно - и от гравитацията (тъмната материя включително), и от остатъчното вещество във вакуума (което е доста пренебрежително). Тъмната материя в слънчевата система средно трябва да е към 6 пъти повече от обикновената. Предполага се че в много добро приближение е равномерно разпределена, т.е. силата с която би въздействала върху наблюдаемите обекти е практически нула, иначе бихме наблюдавали нейното въздействие. Ако изключим въздействието на останалото вещество (космически газове и др., чийто ефект може да се оцени), което би действало само в посока намаляване на скоростта, картинката е следната.

Скоростта на светлината далеч извън галактиките в празното пространство между тях не може да се мери директно, но може да се оценява на база измереното тук. Гравитацията се описва добре от ОТО, и приносът и на повърхността на земята е много слаб - земната гравитация забавя светлината с някакви 20 см/с, нещо което е далеч от точността с която можем да мерим. Слънчевата гравитация има по-голям ефект, тя допринася с около 1 м/с върху земната повърхност. Ако се оцени и влиянието на тъмната материя + гравитационното влияние на самата галактика, ще се появят още няколко метра в секунда корекция. Тоест тази величина трябва да бъде скоростта на светлината без гравитацията да и влияе, т.е. в предела на нулева гравитация, каквато трябва да е в онези кухини.

Другото което би определяло скоростта на светлината, това са остатъчните полета във вакуума. Това са т.н. нулеви енергетични състояния на всяко от известните полета, т.е. определено количество енергия, недостатъчно за съществуване на наблюдаеми кванти, но необходимо според принципа за неопределеност. В клуб Физика бях пуснал тема за ефекта на Шарнхорст - там се споменаваше, че това остатъчно електромагнитно поле е в основата на поляризуемостта на вакуума чрез виртуални двойки заредени частици, и би трябвало да определя скоростта на светлината каквато я наблюдаваме.

Тук обаче възниква един проблем. Квантовата теория на полето не може да изчисли колко ще бъде интегрално тази енергия в единица обем, за сега се получават безкрайности и не е ясен начинът за нормировка в случая. По тази причина не може да се каже дали тази енергия е навсякъде еднаква по плътност (един вид грубо казано, дали пространството е еднакво "плътно"), или има някаква допълнителна зависимост от разпределението на веществото (ако е различна по плътност, това би оказало въздействие и върху скоростта на светлината, различна през празни области и през области с материя). За сега няма никакви аргументи които да говорят че тази плътност е различна на различни места (това би имало влияние върху формата на принципът за неопределеност и следствията свързани с него, т.е. би довело до наличието на измерими ефекти, каквито не се наблюдават), за това се приема скоростта на светлината такава, каквато я знаем. Макар че някакви отклонения в малки граници може и да има.

Инфлационната теория за Големият взрив допуска т.н. фазови преходи на вакуума - вакуумът в процеса на разширение може да има различни свойства на различните етапи, определяни от състоянието на нулевата енергия. Има възможност области вакуум в различно фазово състояние да съществуват едновременно и сега по нашето време, т.е. вселената да не е хомогенна а да се състои от допиращи се "мехури" различен тип вакуум. Тогава светлината минаваща от мехур към мехур ще трябва да си мени скоростта, как, обаче квантовата теория не казва по причините които споменах по-горе.

Друг, малко индиректен начин за оценка на скоростта на светлината е чрез оценка на константата на тънката структура. Там се наблюдава една много слаба тенденция на увеличаване на тази константа с разстоянието до източника, т.е. в миналото тя е била леко различна. Лошото е че тази константа се определя от три фундаментални константи - заряда на електрона, Планковата константа и скоростта на светлината, така че не може с определеност да се каже коя от тях се мени с времето. И този резултат може да оцени скоростта на светлината само от области с нормален вакуум, където има материя и източници на светлина.

Надявам се че тази "лекция" е полезна