Stała kosmologiczna Λ – jest to człon, który można dodać do równania
pola
w
ogólnej teorii względności
Einsteina
. Jest ona niezależna od
czasu
i
przestrzeni
.
Stałą
tę wprowadził Einstein, który był przekonany o statycznym
Wszechświecie
(zobacz też:
model kosmologiczny
). Jednakże odkrycie rozszerzającego się Wszechświata kwestionowało wprowadzenie tej stałej, jak również w samej konstrukcji teorii względności taki dodatek był sztuczny. Sam Einstein wprowadzenie tej stałej nazwał największą pomyłką swojego życia.
O koncepcji stałej kosmologicznej przypomniano sobie podczas prób
kwantowania
pola grawitacyjnego
.
Energia próżni
, zakrzywiająca przestrzeń, zachowuje się analogicznie do stałej kosmologicznej, choć przekracza o ponad sto rzędów wielkości akceptowalną jej wartość.
Od lat 90. o stałej kosmologicznej mówi się z powodu obserwacji dalekich
supernowych
, z których wynika, że Wszechświat rozszerza się coraz szybciej zamiast coraz wolniej. Można to wyjaśnić zakładając, że gęstość energii-materii jest zdominowana przez
ciemną energię
lub właśnie stałą kosmologiczną.
Przyjmuje się, że stała kosmologiczna jest bardzo bliska zera czy też równa zero. Z reguły przyjmuje się raczej wartości dodatnie (dodatkowe przyciąganie). Niektórzy twierdzą jednak, że powinna być ona ujemna (siła odpychająca). Istnienie stałej kosmologicznej jest związane z
ciemną energią
.
Równanie pola
ma następująca postać:
gdzie: Rμν –
tensor krzywizny Ricciego
, R – skalar krzywizny Ricciego, gμν –
tensor metryczny
, Λ – stała kosmologiczna, Tμν –
tensor energii-pędu
, π –
liczba pi
, c –
prędkość światła
w próżni, G –
stała grawitacji
. Wyraz ze stałą kosmologiczną można przenieść na drugą stronę
równania Einsteina
i zinterpretować jako
tensor energii-pędu
Stała kosmologiczna odpowiada materii, której ciśnienie P = –ρ jest ujemne.
Równanie stanu
można zapisać jako
z ω = –1.
Materię z ω –1 nazywamy kwintesencją (
Arystoteles
– piąty element przyrody). Stała kosmologiczna jest często uznawana za szczególny przypadek
kwintesencji
.
Z początku określenie
ciemna energia
było raczej potoczne, używane w przemówieniach i tekstach popularnonaukowych, ale od
2005
roku jest coraz częściej używane w pracach
kosmologów
jako określenie neutralne.
Zobacz też