В рамках модели бегущего вакуума (RVM), основанной на квантовой теории поля в искривленном пространстве-времени, плотность энергии вакуума ρvac = Λ/(8πG) зависит от параметра Хаббла H и его производных: ρvac = ρvac(H, Ḣ, Ḧ, ...). В современную эпоху эволюция крайне медленна: δρvac ∼ O(mPl² H²), что обеспечивает динамическую природу тёмной энергии. Гравитационная постоянная G также меняется, но логарифмически слабо: G = G(ln H). В очень ранней Вселенной квантовые флуктуации индуцируют слагаемые ∼ H⁴, вызывая стремительную инфляцию без необходимости в поле инфлатона — этот механизм отличается от инфляции Старобинского, где H непостоянна. Таким образом, RVM предлагает единое описание инфляции и тёмной энергии, а динамический вакуум согласуется с последними данными DESI, отдающими предпочтение эволюционирующей тёмной энергии перед статической Λ.
Ещё в 1934 году Жорж Леметр связал космологическую постоянную с энергией вакуума, а открытое Эдвином Хабблом расширение Вселенной поставило вопрос о природе этой энергии. Однако современная квантовая теория поля предсказывает вклад вакуумных флуктуаций, на много порядков превышающий наблюдаемое значение тёмной энергии. Это противоречие, известное как проблема космологической постоянной, требует учёта кривизны пространства-времени и последовательного описания энергии вакуума в космологии.
В рамках RVM используется процедура адиабатической перенормировки вне массовой оболочки в расширяющейся Вселенной, где масштаб перенормировки M отождествляется с параметром Хаббла H. Такой подход позволяет выразить перенормированную плотность энергии вакуума (VED) как функцию H и её производных: ρ_vac = ρ_vac(H, ̇H, ̈H, …). Вычисления проводятся в метрике Фридмана–Леметра–Робертсона–Уокера для не минимально связанного скалярного поля и затем обобщаются на поля Стандартной модели и Великого объединения.
Оказалось, что в ранней Вселенной вклад ∼H^4 вызывает инфляцию без необходимости введения поля инфлатона, решая проблему горизонта и огромной энтропии наблюдаемой Вселенной. В современную эпоху лидирующий вклад ∼m^2H^2 даёт плавную эволюцию плотности тёмной энергии, что согласуется с последними данными обзора DESI и реликтового излучения. Кроме того, модель предсказывает логарифмический дрейф гравитационной постоянной, что перекликается с идеей Поля Дирака о возможной изменчивости фундаментальных констант.
Динамический характер вакуума в RVM помогает ослабить современные космологические противоречия, включая проблему тёмной материи и крупномасштабной структуры (напряжённость σ8). Переменная космологическая постоянная и медленно меняющаяся гравитационная связь открывают путь к единому описанию эволюции Вселенной без привлечения гипотетических полей квинтэссенции.
Будущие исследования будут направлены на включение квантово-гравитационных поправок и эффектов теории струн (StRVM), а также на более детальное сопоставление с данными новых обзоров, таких как Euclid и Roman Space Telescope. Ожидается, что высокоточные измерения постоянной Хаббла и роста структур позволят различить предсказания RVM и статичной ΛCDM.
Парадигма бегущего вакуума затрагивает не только космологию, но и физику элементарных частиц, предсказывая космический дрейф таких констант, как постоянная тонкой структуры и массы частиц. Результаты могут быть проверены в лабораторных экспериментах со сверхточными атомными часами.
Необходимо выполнить полный двухпетлевой анализ перенормировки в рамках RVM с учётом всех полей Стандартной модели, а также разработать согласованную теорию космологических возмущений для динамического вакуума. Параллельно планируется провести байесово сравнение моделей с использованием новейших данных по сверхновым и барионным акустическим осцилляциям.
RVM предлагает естественное решение проблемы космологической постоянной, устраняя вклады ∼m^4 за счёт перенормировки и оставляя лишь мягкие члены ∼m^2H^2. Это связывает макроскопическую космологию с микроскопической квантовой теорией поля и может пролить свет на природу тёмной энергии и инфляции.
🎯 Хотя нулевые колебания электромагнитного поля в плоском пространстве бесконечны, в искривлённом пространстве-времени они дают конечный и измеримый вклад в космологическую постоянную — примерно 10⁻⁴⁷ ГэВ⁴. По иронии судьбы, именно гравитация, создающая проблему космологической постоянной, одновременно указывает путь к её решению.
🎬 В романе Грега Игана «Карантин» космологическая постоянная управляется наблюдателями, что перекликается с идеей динамического вакуума, чуткого к состоянию Вселенной.