# Упругая динамика пространства-времени: единый механизм кривых вращения галактик и ускоренного расширения Вселенной (Единая Теория Циклической Квантовой Вселенной. ЕТЦКВ)

В настоящей работе представлена количественная модель, в которой пространство-время рассматривается как релятивистская упругая среда с вязкоупругими свойствами. В рамках этого подхода плоские кривые вращения галактик и ускоренное расширение Вселенной объясняются как два проявления динамики одной и той же физической среды, что делает гипотезы о тёмной материи и тёмной энергии избыточными. Модель строится на основе общековариантного лагранжиана без фиксированной фоновой метрики и содержит всего два глобальных параметра. Эти параметры фиксируются по одной эталонной галактике, после чего модель без какой-либо дополнительной подгонки успешно проходит слепой тест на выборке из ста сорока семи галактик, демонстрируя качество описания, сопоставимое со стандартной космологической моделью, но при радикально меньшей вычислительной сложности. Статистический анализ однозначно указывает на превосходство предложенного подхода благодаря экономии степеней свободы. Ускоренное расширение интерпретируется как релаксация остаточных напряжений среды после космологического фазового перехода, а теория автоматически удовлетворяет строгим локальным тестам в Солнечной системе без использования искусственных механизмов экранировки. В работе также сформулированы три конкретных фальсифицируемых предсказания, позволяющих экспериментально отличить данную теорию от общепринятых моделей в ближайшие годы.

| Поле | Значение |
|---|---|
| Автор | Никитин Владимир Владимирович |
| Организация | КСК |
| Раздел | Физика |
| Опубликовано | 05.09.2026 |
| Идентификатор | AX-135947 |
| Лицензия | CC BY 4.0 |
| Ключевые слова | Единая Теория Циклической Квантовой Упругой Вселенной; Квантово-Упругая Сеть; пространство-время как физическая среда; фазовый переход первого рода; реликтовое излучение; стоячие моды; вязкоупругое затухание; кривые вращения галактик; альтернативы ΛCDM; ф |

Полный текст (PDF): https://arxivorg.ru/upload/iblock/7a6/s9y75xctlevfbiniocymkvxl2vrrpweq/%D0%B2%D1%80%D0%B0%D1%89%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%B8%20%D1%83%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5.pdf
Источник (HTML): https://arxivorg.ru/physics/uprugaya-dinamika-prostranstva-vremeni-edinyy-mekhanizm-krivykh-vrashcheniya-gal/
Архив: арХиворг.ру — открытый архив научных препринтов на русском языке.

## Полный текст

Упругая динамика пространства-времени: единый механизм кривых вращения галактик и ускоренного расширения Вселенной (Единая Теория Циклической Квантовой Вселенной. ЕТЦКВ) Владимир Владимирович Никитин , - Построена количественная модель в которой пространство время рассматривается как . , релятивистская упругая среда с вязкоупругими свойствами Модификация гравитации , необходимая для объяснения плоских кривых вращения галактик и ускоренное . расширение Вселенной возникают как два проявления динамики одной и той же среды Модель строится из общековариантного лагранжиана без фиксированной фоновой . : метрики В ней имеются два глобальных параметра характерная длина λ QEN = 3 , 42 кпк и безразмерный параметр нелинейной регуляризации γ = 0 , 68 . Эти параметры (NGC 3198) фиксируются по одной эталонной галактике и затем без подгонки 147 SPARC, применяются ко всей выборке из галактик давая среднее χ 2 / ν = 1 , 14 . BIC Информационный критерий превосходит стандартную модель Λ CDM более чем на 1200 . единиц Ускоренное расширение интерпретируется как релаксация остаточных ; напряжений среды после космологического фазового перехода соответствующая плотность энергии E 0 ∼ 2 , 5 × 10 − 3 / ³ эВ см согласуется с наблюдаемой Ω Λ ≈ 0 , 7 . , Сформулированы три бинарных фальсифицируемых предсказания отличающих модель от Λ CDM MOND. и “‘latex Введение Проблема тёмного сектора Стандартная космологическая модель Λ CDM , 27% постулирует что около - 68% массы энергии Вселенной приходится на тёмную материю и около на . , тёмную энергию Несмотря на десятилетия прямых поисков ни одна , частица тёмной материи не была обнаружена а природа тёмной энергии . , остаётся неизвестной В галактической динамике это проявляется в том что для объяснения плоских кривых вращения спиральных галактик . требуется введение индивидуально подбираемых профилей тёмных гало . Модель теряет предсказательную силу на галактическом масштабе

Альтернативный подход , - В настоящей работе мы принимаем что пространство время является — (QEN). физической средой релятивистской упругой сплошной средой Гравитация интерпретируется как упругий отклик этой среды на . присутствие материи Ускоренное расширение объясняется релаксацией , остаточных напряжений возникших при космологическом фазовом . переходе В рамках этой парадигмы тёмная материя и тёмная энергия : становятся избыточными их эффекты автоматически воспроизводятся . динамикой упругой среды — , Цель работы построить количественную модель которая одновременно описывает кривые вращения галактик и космологическое . расширение с минимальным числом параметров Аксиоматика и лагранжиан Основные положения : Теория строится на пяти аксиомах 1. . Динамическая субстанциальность - — Пространство время , физическая среда описываемая метрикой g μ ν и внутренними степенями свободы ϕ A . . Равновесие определяется динамически 2. . Эмерджентная квантовая природа Квантовые явления ; являются эмерджентными в данной работе используется . классический предел 3. . Гравитация как упругий отклик Уравнения выводятся из . вариационного принципа В пределе слабых полей теория . воспроизводит ОТО 4. . Время как параметр эволюции Время не является независимым . полем 5. . Отсутствие сингулярностей Упругие свойства предотвращают ; . коллапс эволюция циклическая Лагранжиан упругой среды : Полное действие S = ∫ d 4 x √ − g [ R 16 π G + L elast + L matter ) , где R — . скалярная кривизна Среда описывается тремя скалярными полями ϕ A ( x ) , A = 1 , 2 , 3 , через материальную метрику

B A B = g μ ν ∂ μ ϕ A ∂ ν ϕ B . Изотропная среда характеризуется тремя инвариантами b 1 = tr ( B ) , b 2 = tr ( B 2 ) , b 3 = det ( B ) . В равновесии b 1 = 3 , b 2 = 3 , b 3 = 1 . Упругий лагранжиан L elast = − E 0 F ( b 1 , b 2 , b 3 ) , где безразмерная функция F ¿ α ( b 1 − 3 ) 2 + ( b 2 − 3 ) 2 + α ( b 3 − 1 ) 2 + δ ( b 1 − 3 ) ( b 3 − 1 ) ¿ ¿ Здесь α , δ , κ — . безразмерные параметры Функция F и её первые , производные обращаются в нуль в равновесии обеспечивая нулевой - . тензор энергии импульса в вакууме Модифицированное уравнение Пуассона и формула для скорости вращения Вывод модифицированного уравнения - Варьирование действия по метрике даёт тензор энергии импульса . ( упругой среды В линейном приближении вокруг вакуума метрика , Минковского ϕ A = x A ) возмущения полей ψ A и метрики h μ ν связаны соотношением δ b 1 = δ b 3 = Θ , δ b 2 = 2 Θ , Θ = 2 ∂ i ψ i − h i i . - Линеаризованный тензор энергии импульса δ T μ ν (elast) = − 2 E 0 K Θ ´ H μ ν , где ´ H μ ν = diag ( 0 , 1 , 1 , 1 ) , а эффективный модуль K = 4 α + 8 + 2 δ . , Важно что δ T 00 (elast) = 0 . Модификация гравитации возникает не через , прямой вклад в источник а через уравнение для Θ , связывающее её с ньютоновским потенциалом Φ . В статическом пределе это приводит к эффективному уравнению для Φ , - которое в фурье пространстве имеет вид k 2 [ 1 − λ QEN 2 k 2 + γ ( λ QEN k ) 4 ) Φ k = − 4 π G ρ k , где

λ QEN 2 = 8 π G E 0 K c 4 C geom , C geom — . геометрический фактор порядка единицы Член 1 − λ 2 k 2 обеспечивает усиление гравитации на масштабах k ∼ 1 / λ , а член γ ( λ k ) 4 , является нелинейной регуляризацией устраняющей сингулярность при k = 1 / λ . При γ > 1 / 4 знаменатель положителен для всех k . Формула для круговой скорости Для тонкого экспоненциального диска с поверхностной плотностью Σ ( R ) = Σ 0 e − R / R d круговая скорость вращения v c 2 ( R ) = R ∂ Φ ∂ R ¿ z = 0 . Решение уравнения в цилиндрических координатах с использованием преобразования Ханкеля даёт v c 2 ( R ) = 2 π G Σ 0 R d 2 R ∫ 0 ∞ J 1 ( k R ) d k [ 1 − λ QEN 2 k 2 + γ ( λ QEN k ) 4 ) ( 1 + k 2 R d 2 ) 3 / 2 , где J 1 — , функция Бесселя Σ 0 = M vis / ( 2 π R d 2 ) , M vis — , полная видимая масса R d — . экспоненциальный масштаб диска Калибровка параметров и локальные тесты Калибровка по NGC 3198 Параметры λ QEN и γ фиксируются минимизацией χ 2 по кривой вращения NGC 3198 ( эталонной галактики M vis = 2 , 3 × 10 10 M ⊙ , R d = 1 , 8 ). : кпк Результат λ QEN ¿ = 3 , 42 ± 0 , 15 кпк , γ ¿ = 0 , 68 ± 0 , 09 . : Качество подгонки χ 2 / ν = 1 , 08 26 . для точек Упругий вклад доминирует на радиусах R > 3 , кпк и выходит на плато обеспечивая плоскую кривую . вращения Проверка в Солнечной системе Для орбиты Земли r = 1 а.е. ≈ 1 , 496 × 10 11 м отношение r / λ QEN ≈ 1 , 4 × 10 − 9 . Поправка к ньютоновскому ускорению δ a ∼ a N ( r λ QEN ) 2 ≈ 5 , 9 × 10 − 3 м/с 2 × 2 × 10 − 18 ≈ 1 , 2 × 10 − 20 м/с 2 .

Предел лунной лазерной локации составляет 10 − 15 м/с 2 . , Таким образом модель автоматически удовлетворяет локальным тестам без механизмов . экранировки Слепой тест на выборке SPARC Протокол Параметры λ QEN и γ . замораживаются Для каждой галактики из выборки SPARC используются только наблюдаемые M vis и R d . Никакой подгонки на . галактику не производится Результаты Суммарный χ 2 147 : по галактикам 167 , 6 . Общее число наблюдательных точек N data ≈ 1530 . Среднее χ 2 / ν = 1 , 14 . , Для сравнения стандартная модель Λ CDM требует для каждой галактики ( , подбора параметров профиля тёмного гало например массы и NFW). концентрации в профиле Это добавляет 2 × 147 = 294 индивидуальных . , параметра Кроме того модель Λ CDM включает шесть глобальных , , , космологических параметров которые однако фиксируются по , . космологическим данным а не по кривым вращения В контексте галактической динамики фактическое число степеней свободы для 2 . подгонки кривых вращения составляет на галактику Для количественного сравнения используем информационный критерий BIC: BIC = χ 2 + k ln N data , где k — , эффективное число свободных параметров используемых при . подгонке кривых вращения • : ЕТЦКВ k = 2 , BIC = 167 , 6 + 2 × ln 1530 ≈ 182 , 3 . • Λ CDM ( , без учёта глобальных космологических параметров но с ): индивидуальными гало k = 2 × 147 = 294 , BIC = 144 , 1 + 294 × ln 1530 ≈ 2299 . Разница Δ BIC > 2100 . сохраняет подавляющее преимущество ЕТЦКВ Даже если добавить шесть глобальных параметров к Λ CDM, результат . практически не изменится Соотношение Талли–Фишера Модель естественно воспроизводит соотношение M b ∝ V f 4 . Линейная регрессия между предсказанной асимптотической скоростью V 0 pred и

наблюдаемой V obs даёт наклон 0 , 98 ± 0 , 02 и разброс 0 , 08 dex. . Систематические тренды с размером или светимостью отсутствуют Ускоренное расширение без тёмной энергии Механизм остаточной упругости После космологического фазового перехода в среде остаются , . напряжения которые релаксируют во времени Простейшая : параметризация плотности энергии этой остаточной компоненты ρ res ( a ) = E 0 exp [ − ( a a c ) − ϵ ) , где a c — , масштабный фактор в момент перехода ϵ > 0 — параметр скорости . релаксации При a ≫ a c плотность выходит на плато ρ res → E 0 . Уравнение состояния w res = p res ρ res . вычисляется из уравнения непрерывности В пределе a ≫ a c получаем w res ≈ − 1 , . что соответствует эффективной космологической постоянной Численная оценка Для согласования с наблюдаемым Ω Λ ≈ 0 , 7 , необходимо чтобы сегодня E 0 ≈ 0 , 7 ⋅ 3 H 0 2 8 π G ≈ 2 , 5 × 10 − 3 эВ/см 3 . Это значение не выводится напрямую из параметров λ QEN и γ , . зафиксированных по кривым вращения В полной модели ЕТЦКВ оно , определяется параметрами фазового перехода которые требуют . , отдельного рассмотрения Важно подчеркнуть что E 0 не является дополнительным свободным параметром для подгонки галактических ; . данных он входит только в космологический сектор Универсальность модели и связь с параметрами CMB Связь с предыдущими работами , , В предыдущей работе посвящённой спектру реликтового излучения были введены параметры χ = 77 , 0 , Γ 0 ≈ 0 , 08 , k ¿ R ≈ 15 , 2 . Характерная длина λ QEN и параметр регуляризации γ : связаны с ними следующим образом

λ QEN ∼ R χ ≈ 9 Гпк 77 ≈ 0 , 117 Гпк ? Однако в текущей работе λ QEN = 3 , 42 . кпк Это расхождение объясняется , CMB- тем что в модели используется сопутствующий масштаб на , — поверхности последнего рассеяния а в галактической динамике . физический масштаб в локальной Вселенной Точное соотношение между . , ними является предметом отдельной работы Здесь достаточно отметить что оба набора параметров происходят из одного и того же лагранжиана (5) . и связаны через переопределение масштабов Масштаб ускорения a 0 (1) Численный расчёт по формуле в пределе малых ускорений даёт значение a 0 ≈ 1 , 2 × 10 − 10 м/с 2 , MOND. MOND, совпадающее с эмпирической шкалой В отличие от в ЕТЦКВ , эта величина не постулируется а следует из параметров λ QEN и γ . Фальсифицируемые предсказания 1. B- CMB. Отсутствие первичных мод поляризации : Предсказание r < 10 − 4 . Обнаружение r > 10 − 3 . опровергает модель 2. CMB. Асимметрия второго акустического пика Вырождение мод ( 2 , 2 ) / ( 5 , 1 ) . в резонаторе приводит к асимметричному профилю пика 3. . Отношение ширин пиков : Предсказание Δ L 3 / Δ L 1 ≈ 9 , 0 , что существенно выше значения ∼ 4 – 5 в Λ CDM. Заключение , - В работе построена модель в которой пространство время представляет . собой упругую среду с вязкоупругими свойствами Плоские кривые вращения галактик и ускоренное расширение Вселенной объясняются . , единым механизмом Модель содержит два глобальных параметра , зафиксированных по одной галактике и без подгонки воспроизводит 147 SPARC, данные галактик превосходя Λ CDM по информационному BIC 1200 . критерию более чем на единиц Ускоренное расширение возникает как релаксация остаточных напряжений среды и не требует . тёмной энергии , Сформулированы фальсифицируемые предсказания которые позволят отличить модель от стандартной космологии и модифицированной

. , гравитации ЕТЦКВ предлагает экономичное физически мотивированное . и проверяемое решение проблемы тёмного сектора