Статьи журнала - Пространство, время и фундаментальные взаимодействия
Все статьи: 348
Статья научная
Продемонстрировано сведение проблемы моделирования эволюции открытой Вселенной для конформно-плоской метрики пространства-времени в форме Фока к эквивалентной ей задаче о механическом движении частицы единичной массы в некотором силовом поле. Путем введения ряда «механических» потенциалов получены точные космологические модели, начиная с решения Фридмана, заполненные материей и излучением в приближении идеальной жидкости.
Бесплатно
Статья научная
В рамках многомерного пространства-времени с одним временноподобным направлением рассмотрено получение конформно-плоских космологических моделей как точных решений уравнений тяготения для разных уравнений состояния с линейной связью между давлением и плотностью энергии. Утверждается, что такой подход приводит к выявлению некоторого дискретного набора уравнений состояния, для которых конформные множители тесно связаны с гармоническими функциями, являющимися решениями уравнений Лапласа в многомерных евклидовых пространствах целой размерности. Размерность этих пространств, в свою очередь, определяется конкретным уравнением состояния.
Бесплатно
Точные решения для конформно-плоской вселенной. III. Внутреннее решение
Статья научная
На основе ранее предложенного подхода, связанного с сведением эквивалентной задачи по движению массивной частицы в силовом потенциальном поле, строится один из вариантов открытой космологической модели, описывающей гравитационное поле вблизи начала Вселенной. Показано, что если эволюция открытой модели Вселенной начиналась с мира де Ситтера, то дальнейшее ее развитие,отвечающее убывающему квадратичному потенциалу, существенно неустойчиво с точки зрения теории катастроф. Чтобы мир эволюционировал устойчиво, необходима смена модели, соответствующая деформированному убывающему квадратичному потенциалу, что предполагает введение постоянной возмущающей силы, связанной с диссипацией или рождением частиц.
Бесплатно
Статья научная
Предложенный ранее подход, связанный с введением эквивалентной задачи движения массивной частицы в силовом потенциальном поле, позволяет сконструировать точное космологическое решение для открытой Вселенной с «бутылочным» потенциалом для эквивалентного уравнения Ньютона. Такая космологическая модель может описывать эволюцию Вселенной, начиная с мира де Ситтера, без введения скалярного поля. Как иллюстрация такого подхода приведен соответствующий график функции состояния для частных значений параметров.
Бесплатно
Унифицированное описание полей различных спинов в метриках типа N
Статья научная
На основе анализа уравнений для полей различных спинов на фоне невакуумных метрик типа pp-wave, от- носящихся к типу N по Петрову, произведено разделение переменных спинорного, векторного и тензорного полей, построено решение для полевых компонент в терминах потенциалов Дебая. Продемонстрировано, что универсальное уравнение типа Теукольского может быть построено не только для случая метрик типа D с нулевым тензором энергии-импульса, но также и для невакуумных метрик типа N.
Бесплатно
Устойчивость гравитационно-связанного конденсата взаимодействующих бозонов
Статья научная
В рамках модели темной материи, состоящей из легких взаимодействующих бозонов, исследуется устойчивость компактных гравитационно-связанных конденсатов Бозе-Эйнштейна (Бозе-звезд). Эта задача рассматривалась ранее в рамках приближения Каулинга, то есть без учета возмущений гравитационного потенциала, что позволяло в задаче на собственные значения перейти от уравнения четвертого порядка к уравнению второго порядка. В данной работе приближение Каулинга не используется и задача сведена к уравнению второго порядка на вектор смещения. Найдены собственные функции и собственные значения для радиальных и нескольких первых гармоник нерадиальных возмущений. Возмущения носят осциллирующий характер, что говорит об устойчивости конденсата.
Бесплатно
Статья научная
Показана связь алгебраической классификации Петрова гравитационных полей с теорией катастроф как обобщенной теорией фазовых переходов. Проведена аналогия переходов между алгебраическими типами пространства-времени и фазовыми переходами не уровне кривизны (тензора Вейля) на примерах классификации Петрова гравитационных полей, алгебраической классификации четырехмерных локально евклидовых пространств и получении гравитационных полей светоподобных источников. Аналогичным образом рассмотрено поведение алгебраической классификации электромагнитного поля и показано, что переход от системы отсчета с чисто магнитным (электрическим) полем к системе отсчета с чисто электрическим (магнитным) полем представляет собой аналог фазового перехода второго рода.
Бесплатно
Фермионная Т-дуальностъ как инволюция на пространстве решений супергравитации типа II
Статья научная
Фермионная Т-дуальность является симметрией теории струн и N = 2 d = 10 супергравитации. Мы рассматриваем результат последовательного применения фермионной Т-дуальности вдоль одного и того же направления в суперпространстве и показываем, что преобразование является инволюцией 4 либо 8 порядка, в отличие от бозонной Т-дуальности, являющейся инволюцией 2 порядка. Также рассмотрен простейший вариант перемешивания бозонных и фермионных Т-дуальностей. Результаты статьи имеют приложение к генерированию новых суперсимметричных решений в супергравитации и теории струн.
Бесплатно
Физика превыше всего (Яков Борисович Зельдович как педагог - мысли в его 100-летие)
Персоналии
Бесплатно
Физическая неустойчивость модели вселенной с инфляционным (де-Ситтеровским) началом
Статья научная
Доказана физическая неустойчивость модели Вселенной с де-Ситтеровским началом. Показано, что небольшая примесь ультрарелятивистской материи превращает Вселенную де-Ситтера в ультрареляти- впстскую Вселенную с конечным началом. Показана неустойчивость постоянного решения уравнения скалярного поля. Показано, что поперечные гравитационные возмущения такой модели делают ее неустойчивой вблизи космологической сингулярности.
Бесплатно
Формирование тонких оболочек из пыли Леметра - Толмена - Бонди
Статья научная
Рассматриваются два варианта получения тонких оболочек в общей теории относительности из решения Леметра - Толмена - Вондп для пылевого облака. Первый метод состоит в предельном переходе от сферического пылевого слоя конечной толщины к бесконечно тонкому. Для этого случая показано противоречие условий сшивки на тонкой оболочке и уравнений поля для пространства, заполненного пылью. Второй способ заключается в естественном формировании тонкой оболочки в процессе эволюции слоев пыли. Для гладких начальных условий возможно найти слабое решение уравнений Эйнштейна, содержащее сингулярную часть тензора энергии-импульса, и, следовательно, отвечающее тонкой оболочке ненулевой массы. Показывается, что получающиеся тонкие оболочки имеют отличное от нуля тангенциальное давление, несмотря на то, что негравитационное взаимодействие между частицами исходного вещества отсутствует.
Бесплатно
Статья научная
В работе подробно рассмотрен вывод формул Абеля-Плана для рядов с целым и полуцелым индексами. Отмечены предположения и ограничения, при которых справедлива формула и выписаны различные ее формы. Приводится множество примеров, охватывающих различные виды особенностей суммируемой функции.
Бесплатно
Формулы физических законов в гиперкомилексной среде: теории относительности
Статья научная
Установлено, что изоморфизм группы Лоренца SO{3,1) и группы SO{3, С), сохраняющей правило умножения кватернионов, позволяет развить теорию относительного движения систем отсчета в векторном формате с базовыми соотношениями, представляющими собой векторный бикватернион - «корень квадратный» из скалярного пространственно-временного интервала. Показано, что предложенная векторная версии теории приводит к тем же кинематическим эффектам, что и специальной теории относительности, притом заметно упрощая решение задач относительного движения неинерциальных реперов. Приведены решения нестандартных задач такого рода и рассмотрены элементы релятивистской динамики
Бесплатно
Формулы физических законов в гиперкомплексной среде: механика
Статья научная
Показано, что спннорные уравнения, являющиеся следствием условия стабильности шести ассоциативных алгебр относительно специального преобразования элементарной ячейки базовой поверхности, представляют собой математический аналог известных уравнений механики и в физических единицах становятся в точности уравнениями Шредингера, Паули и Гамильтона Якоби. При этом возникают модели прото-частицы (волновая функция), частицы (структурная материальная точка) и (пред)геометрический образ функции действия. Это приводит к новому точному решению уравнений Шредингера для модели атома водорода (типа модели Вора), а также к нестандартной схеме построения механики релятивистской частицы.
Бесплатно
Фотонные и поперечные улавливающие поверхности в стационарных пространствах
Статья научная
Фотонная поверхность (ФП) определяется как замкнутая времениподобная гиперповерхность, такая, что любая изотропная геодезическая, первоначально касающаяся ее пространственного сечения, остается на ней навсегда. Поперечная улавливающая поверхность (ПУП) определяется так, что изотропные геодезические могут покидать её пространственное сечение, но только в одном направлении - внутрь. Обе поверхности являются важной характеристикой сильного гравитационного поля черных дыр, червоточин и голых сингулярностей, связанных с ними свойстами визуализации. Мы анализируем ФП и ПУП на ряде примеров с упором на их существование в статических пространствах, не обладающих сферической симметрией, а также в стационарых пространствах. Исследуются решения, в которых классические фотонные поверхности исчезают, но существуют ПУП и их обобщения. Рассматриваются аксиально-симметричные метрики с вращением и с голыми сингулярностями, такими как решение Зипоя-Вурхиса.
Бесплатно
Фридмана-подобная модель с давлением на основе решения Фридмана для открытой вселенной
Статья научная
Предложен новый метод получения точных решений на основе решения Фридмана для открытой Вселен- ной в записи Фока. Функция, описывающая это решение, вводится как новая переменная. Для нахождения точного решения применяется метод, разработанный в предыдущих работах и позволяющий свести мо- делирование открытой Вселенной, описываемой конформно-плоской метрикой, к задаче о механическом движении частицы в заданном силовом поле. Используя линейную силовую функцию с переменным ко- эффициентом, получен класс решений, зависящий от параметра, пробегающего натуральный ряд чисел. При детальном анализе оказывается, что только при одном значении этого параметра полученное решение имеет физический смысл. Вблизи начала расширения модели уравнение состояния близко к уравнению состояния ультрарелятивистского газа. В этом случае эту космологическую модель можно рассматривать как фридмана-подобную модель с давлением, исчезающем на галилеевой бесконечности, приводя в асимп- тотике к открытой модели Фридмана для некогерентной пыли.
Бесплатно
Хорошо ли мы понимаем основания фундаментальной физики?
Статья
Освещается прошедшая недавно Первая Российская конференция по основаниям фундаментальной физики и геометрии в Москве на базе Института гравитации и космологии РУДН под эгидой Российскогогравитационного общества. Приведен экскурс в предысторию таких конференций по основе материалов,представленных организаторами в публикациях по окончании конференции. Обсуждается место и рольфундаментальных исследований в современном мире.
Бесплатно
Черные дыры промежуточной массы: астрофизика и космология
Статья научная
В настоящее время в Галактике известна почти сотня кандидатов в черные дыры (ЧД), основными признаками которых является динамически оцененная масса невидимого компонента тесной двойной системы без признаков твердой поверхности. Известны также сверхмассивные ЧД в ядрах галактик (СМЧД). Наиболее изученными СМЧД являются Sgr A* в центре Млечного Пути и М87*. С 2015 г также наблюдаются гравитационно-волновые (ГВ) сигналы от сливающихся двойных ЧД с массами до 100 масс Солнца. ЧД промежуточной массы (ЧДПМ) остаются гипотетическими объектами, которые могут находиться в центрах шаровых скоплений и ядрах карликовых галактик. Мы рассматриваем возможную модель образования первичных ЧДПМ (ПЧДПМ) из возмущений кривизны на стадии инфляции с дополнительным скалярным комплексным полем с барионным зарядом. Обсуждается возможность регистрации ГВ сигнала от двойных ПЧДПМ в мГц диапазоне планируемыми космическими ГВ- интерферометрами (LISA, TaiJi, TianQin), а также их возможную связь с популяцией двойных ПЧД, регистрируемых наземными ГВ-детекторами.
Бесплатно
Статья научная
Описаны инструменты автоматической визуализации численных решений систем нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений и усреднения численных решений на основе авторского прикладного пакета программ DifEqTools, а также приведены примеры применения этих инструментов к исследованию нелинейных задач механики и космологии.
Бесплатно
Статья научная
Описаны численно - аналитические методы математического моделирования нелинейных динамических систем, основанные на комбинированном применении качественной теории дифференциальных уравнений, численных методов интегрирования систем обыкновенныхдифференциальных уравнений и методов сплайновой аппроксимации функций в прикладном математическом пакете Maple. Показаны примеры исследования нелинейных динамических систем.
Бесплатно
