Пространство, время и фундаментальные взаимодействия @stfi
Статьи журнала - Пространство, время и фундаментальные взаимодействия
Все статьи: 427
Киральные само-гравитирующие модели: точные решения и вычисление космологических параметров
Статья научная
В представленной лекции рассматриваются киральные само-гравитирующие модели; их включение в полевые теории и построение на основе нелинейной сигма модели с потенциалом взаимодействия. Рассматриваются терминологические аспекты нелинейной сигма модели, её связь с гармоническими отображениями и успехи двухмерных моделей как физической теории элементарных частиц. Затрагивается проблема построения четырехмерной киральной модели, которая была решена за счет включения гравитационного взаимодействия бозонов. Кратко (со ссылкой на соответствующую литературу) упоминаются методы построения точных решений в киральных само-гравитирующих моделях. Отмечается значительный интерес к модифицированным теориям гравитации и в качестве примера такой теории рассматривается теория гравитации с высшими производными второго порядка по скалярной кривизне. Подробно описывается процедура перехода от теории гравитации вида 𝑓(𝑅, (∇𝑅)2,□𝑅) к теории гравитации с неминимальным взаимодействием (без высших производных). Также представлен детальный анализ перехода от упрощенной модели 𝑓(𝑅, (∇𝑅)2) к эйнштейновской гравитации со скалярными полями и, затем, к её представлению в форме киральной само-гравитирующей модели. Отмечается проблема сопоставления предсказаний теории с наблюдательными данными в случае нескольких скалярных полей в инфляционной модели. В качестве примера разрешить эту проблему предлагается построить однополевую модель, используя линейную связь между полями. Представлено построение такой однополевой модели и описан метод Иванова - Салопека - Бонда построения точных решений уравнений космологической динамики. Описан алгоритм вычисления космологических параметров на примере массивного скалярного поля. Отмечается возникшая возможность использовать связи между полями для согласования по массам конкретных элементарных частиц.
Бесплатно
Статья научная
Описаны методы компьютерного моделирования основных объектов дифференциальной геометрии и принципы оснащенной динамической визуализации основных объектов дифференциальной геометрии в прикладном математическом пакете Maple. Приведены примеры создания библиотек программных процедур оснащенных управляемых визуальных динамических моделей основных объектов дифференциальной и римановой геометрии.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассмотрен эффект конверсии гравитационных волн (ГВ) в электромагнитные волны (ЭМВ)под действием внешнего магнитного поля. Цель исследования - оценка влияния этого эффекта на амплитуду реликтовых ГВ частотой 10-18 - 10-16 Гц. Известно, что амплитуда космологическогомагнитного поля растет при движении вспять по времени как обратный квадрат масштабного фактора. По этой причине эффект конверсии в космологическом магнитном поле мог бы быть значительным и привести к затуханию реликтовых ГВ, объяснив причину отсутствия влияния первичных тензорных возмущений плотности на реликтовый микроволновой фон. В данном исследовании произведен вывод связанной системы дифференциальных уравнений для распространения ГВ и ЭМВ на фоне метрики Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера. После чего система решена численно для одной из поляризаций ГВ в течение эпохи радиационного доминирования в приближении однородного магнитного поля. Напряженность магнитного поля в современной Вселенной принята равной 1 нГс - верхнему ограничению на напряженность космологического магнитного поля в наше время. В результате были сделаны выводы о крайне незначительном влиянии эффекта конверсии ГВ в ЭМВ под действием космологического магнитного поля на амплитуду длинноволновых реликтовых ГВ.
Бесплатно
Конструирование точных решений в космологии, основанной на гравитации Хорндески
Статья научная
В данной работе предлагается метод генерирования точных космологических решений для случая грави- тации Хорндески из точных решений для гравитации Эйнштейна. Эти решения обобщаются в смысле со- поставления некоторых теорий гравитации, именно, Общей Теории Относительности, скалярно-тензорной гравитации, гравитации Эйнштейна-Гаусса-Бонне и обобщенной скалярно-тензорной гравитации с неми- нимальной связью скалярного поля со скаляром Риччи и скаляром Гаусс-Бонне.
Бесплатно
Конформно-Галилеева 4-метрика и кинеметрические системы отсчета
Статья научная
Показано, что переход из системы отчета, в которой открытые космологические модели описываются конформно-галилеевой 4-метрикой пространства-времени, в кинеметрическую систему отсчета, эквивалентен переходу в синхронную систему отсчета.
Бесплатно
Конформно-плоская открытая модель вселенной с произвольной функцией состояния
Статья научная
Для конформно-плоской метрики пространства-времени рассматривается открытая космологическая модель, заполненная материей в приближении идеальной жидкости и описываемая функцией состояния общего вида. Решение уравнений Эйнштейна для такой модели записывается в виде квадратуры с произвольной функцией состояния. Обсуждаются частные случаи.
Бесплатно
Конформные пучки бинарных систем комплексных отношений
Статья научная
В работе проводится анализ конформных преобразований бинарных систем комплексных отношений. Показано, что по отношению к таким преобразованиям универсум состоит из бесконечной совокупности непересекающихся конформных пучков. При описании свободных элементарных частиц в физически допустимых пучках можно выделить совокупность конформных струй, в каждой из которых реализуется свой уникальный набор частиц и античастиц. Обсуждается интерпретация этих структур с точки зрения перехода к квантовой механике.
Бесплатно
Корпускулярно-волновой дуализм солитонов
Статья научная
Рассматриваются солитоны. Приведены два их определения: физическое и математическое. Рассматриваются досветовые осциллирующие солитоны релятивистки инвариантных полевых моделей. Показано кинематическое соответствие между такими солитонами и массивными релятивистскими частицами. Обсуждается квантово-волновое поведение осциллирующих солитонов. Рассмотрена концепция единого поля, обсуждается детерминизм и стохастичность в природе. Кратко рассмотрена полевая модель пространственно-временной плёнки.
Бесплатно
Космические струны: проблемы и методы современного поиска
Статья научная
В работе рассматривается обобщенная модель гравитационного линзирования (ГЛ) фоновых объектов (галактик) на космических струнах (КС). КС представляют собой существенно одномерные объекты космологических масштабов, которые могут иметь как топологическую природу, так и оказаться следствиями взаимодействий многомерных пространств в ранней доинфляционной Вселенной. КС на текущий момент исследований достоверно не обнаружены. Метод поиска характерных событий ГЛ является одним из ключевых методов поиска таких объектов. В работе обсуждается ГЛ на КС общего положения, в том числе, обладающих значительным наклоном относительно луча зрения, соединяющего наблюдателя и фоновый объект, а также обладающих искривлением в плоскости, перпендикулярной лучу зрения. На основе моделирования делаются выводы, что стратегия поиска цепочек ГЛ событий может быть пересмотрена в пользу поиска кластеров таких событий. Также обсуждается вопрос влиянии геометрии КС на количество ГЛ событий: так, при достаточно большом искривлении, ГЛ пары не образуются. Результаты моделирования подтверждаются наблюдательными данными. Также указана возможность существования КС существенно больших натяжений, чем традиционно рассматривается в рамках модели сетей КС.
Бесплатно
Космический микроволновой фон в реляционном подходе
Статья научная
В рамках реляционной парадигмы предложено описание эффекта космического микроволнового фонового излучения. Установлена связь предложенной интерпретации с идеями о "температуре межзвёздного пространства выдвинутыми Г. Вейлем, А. Эддингтоном, Э. Регенером и В. Нернстом в 20-30-е годы XX века. Кроме того, в соответствии с реляционным обоснованием космологического красного смещения и современными данными о светимостях звёзд получена новая оценка температуры микроволнового фона. Ключевая идея проведения оценки состоит в учёте энергии испущенного, но не поглощённого излучения. Согласно реляционному подходу, эта энергия до реального поглощения распределяется по отношениям между излучателем и всеми возможными поглотителями. Во Вселенной, как системе большого числа излучателей и поглотителей это приводит к ситуации, когда наблюдатель воспринимает самого себя, как обладающего некоторой дополнительной энергией, что связывается с обнаружением дополнительного излучения, находящегося в термодинамическом равновесии с регистрирующим прибором. Также в статье уделяется внимание проблеме, возникшей в космологии в последние годы: неоднозначности параметра Хаббла при его определении двумя независимыми астрономическими методами. Поскольку в реляционном подходе за явление космологического красного смещения ответственны два фактора, становится возможным охарактеризовать каждый из них своим значением параметра Хаббла.
Бесплатно
Космологическая динамика и аккреция на чёрные дыры в модели f(R)-гравитации по Старобинскому
Статья научная
Путем анализа ключевых космологических параметров, включая постоянную Хаббла, параметр замедления и параметр рывка, рассматривается эволюция Вселенной в рамках метрической f(R)-гравитации по Старобинскому. Согласно полученным результатам, в настоящее время Вселенная находится в фазе ускоренного расширения. Более того, анализ параметра рывка показывает, что скорость расширения монотонно увеличивается с течением времени. Далее в рамках метрической f(R)-гравитации по Старобинскому исследовалась динамика черной дыры, а именно аккреция: поглощение черными дырами энергии и вещества из окружающей их среды. Полученные результаты указывают на то, что более высокая скорость аккреции приводит к увеличению массы и времени жизни черной дыры. Анализ также показывает, что на определенном красном смещении некоторые черные дыры могут испаряться полностью, независимо от их начальной массы.
Бесплатно
Космологическая инфляция в конформной теории супергравитации
Статья научная
Рассматривается возможность описания космологической инфляции в конформной теории = 1 супергра- витации. Исследуются две космологические модели. Первая модель включает в себя одно скалярное поле с единичным конформным весом, являющееся комплексным обобщением так называемого дилатонного по- ля, используемого в конформных теориях гравитации. В рамках этой модели построена космологическая модель с положительной космологической постоянной. Вторая модель описывает спонтанное нарушение вейлевской масштабной инвариантности, в результате которого устанавливается значение гравитацион- ной постоянной. В рамках этой модели также удается получить космологическое решение, описывающее инфляцию согласно закону Хаббла.
Бесплатно
Космологическая инфляция в тензорно-мульти-скалярной теории гравитации
Статья научная
В данной работе показано, что тензорно-мульти-скалярная теория гравитации (ТМС ТГ) допускает инфляционные решения для вакуумного случая, то есть при отсутствии не-гравитационной материи. Для двухполевой ТМС ТГ найдены решения при наличии источника в виде скалярного поля, находящегосяв режиме медленного скатывания, когда гравитационная часть задана в картине Эйнштейна, а действиене-гравитационного поля Sm задается в картине Йордана. В этом случае найдены классы степенных и деситтеровских инфляционных решений для различных потенциалов не-гравитационного скалярного поля.
Бесплатно
Космологическая модель с идеальной жидкостью и мир де Ситтера
Статья научная
Построена космологическая модель на основе точного решения уравнений Эйнштейна для идеальной жидкости с неоднородным давлением и решения де Ситтера. Модель построена с помощью сшивки метрики де Ситтера и решения уравнений Эйнштейна для идеальной жидкости с неоднородным давлением по гиперповерхности постоянного времени решения идеальной жидкости. Для сшивки метрик применялись условия сшивки Лихнеровича-Дармуа.
Бесплатно
Статья научная
На основе развитой ранее одним из Авторов кинетической теории макроскопического описания плазмы с межчастнчпым скалярным взаимодействием конструируются динамические статистические модели несимметричной слабовырождеппой плазмы с межчастичпым классическим скалярным взаимодействием. Построены и проанализированы числеппые модели космологической эволюции, иллюстрирующие фазовые переходы в системе скалярно заряженных частиц с изменением их эффективной массы покоя. Показано, что в процессе космологической эволюции степень вырождения фермиопов увеличивается.
Бесплатно
Статья научная
На основе развитой ранее одним из Авторов макроскопической теории статистических систем с межчастичным скалярным взаимодействием построены и проанализированы численные модели космологической эволюции многокомпонентной больцмановской плазмы при наличии скалярно заряженных частиц в отсутствии симметрии между частицами и античастицами. Выявлены основные особенности космологических моделей такого класса, в частности показано возможность достаточно быстрых переходов на различные режимы космологического расширения.
Бесплатно
Космологические возмущения в теории гравитации с неминимальной кинетической связью
Статья научная
Мы рассматриваем космологические возмущения в теории гравитации с неминимальной кинетической связью. С этой целью нами выводятся уравнения для скалярных, векторных и тензорных мод возмущений. Анализ эволюции векторных мод проводится для случая произвольной пространственной кривизны, а тензорные и скалярные моды рассматриваются в модели плоской Вселенной (K=0). Показано, что их поведение в эре квази-де Ситтера кардинально отличается от аналогичного поведения в классической космологии.
Бесплатно
Космологические идеи Алексея Георгиевича Шленова (философский аспект)
Статья научная
Ученый и мыслитель А.Г. Шленов, как космолог, оставил бесценное научное наследие, которое, может изменить общепринятую картину мира. Его Вселенная – это безначальный и бесконечный как в пространстве, так и во времени мир, который очень разумно устроен. Жорж Луи Лесаж в 1756 году выдвинул гипотезу, что сила гравитации – это результат движения малых частиц, двигающихся на высокой скорости. Интенсивность потока частиц предполагалось одинаковой во всех направлениях, но она должна снижаться в случае взаимного экранирования астрономическим телами друг друга. Значительно позже Луи де Бройль в нейтринной теории света предположил, что если обычные фотоны безынерционны только в продольном направлении, то возможно существование и частиц, которые безынерционны только в поперечном направлении. А.Г. Шленову удалось объединить в одно гармоничное целое, развить и серьезно эмпирически обосновать идеи этих двух великих своих предшественников.
Бесплатно
Статья научная
Предложены космологические модели на основе асимметричного скалярного Хиггсова дублета (каноническое Φ и фантомное ϕ поля) с потенциальным взаимодействием между компонентами. Проведен качественный анализ соответствующих динамических систем и выявлены их трансформационные свойства по отношению к преобразованиям подобия фундаментальных констант. Исследовано асимптотическое поведение этого класса космологических моделей вблизи космологических сингулярностей. Проведённое численное моделирование выявило ряд интересных особенностей этих моделей, в частности, возможность возникновения достаточно длительной фазы ожидания'', на котором Вселенная является почти Евклидовой, а также наличие точек отскока, в окрестности которых происходят сильные колебания скалярных потенциалов.
Бесплатно
Статья научная
Проведены детальный качественный анализ и численное моделирование эволюции космологических моделей, основанных на асимметричном дублете классического и фантомного скалярных Хиггсовых полей с кинетической связью между компонентами. Проведено численное моделирование математической модели космологической эволюции асимметричного скалярного дублета с кинетическим взаимодействием между компонентами. Рассмотрен широкий спектр значений фундаментальных параметров и начальных условий модели. Выявлены различные типы поведения: модели с бесконечным инфляционным прошлым и будущим — с точкой отскока и без неё, модели с конечным прошлым и бесконечным будущим, с бесконечным прошлым и конечным будущим (Big Rip), а также модели с конечными прошлым и будущим. На основе численного анализа исследовано поведение моделей вблизи начальной сингулярности и Большого разрыва, показано, что в обоих случаях коэффициент баротропы стремится к единице, что соответствует предельно жёсткому состоянию материи вблизи сингулярностей. Приведён численный пример космологической генерации классической компоненты скалярного дублета его фантомной компонентой. Проведена оценка рождения скорости фермионных пар скалярным полем вблизи точек отскока и показано, что скалярное поле на холодной стадии Вселенной может обеспечить рождение необходимого числа массивных скалярно заряженных фермионов.
Бесплатно
