Пространство, время и фундаментальные взаимодействия @stfi
Статьи журнала - Пространство, время и фундаментальные взаимодействия
Все статьи: 380
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
Статья
Описаны инструменты численно-аналитического моделирования нелинейных динамических систем на основе ав- торского прикладного пакета программ DifEqTools, приведены примеры вычислений.
Бесплатно
Статья научная
Описаны инструменты автоматической визуализации численных решений систем нелинейных обыкновенных диф- ференциальных уравнений и усреднения численных решений на основе авторского прикладного пакета программ DifEqTools, а также приведены примеры применения этих инструментов к исследованию нелинейных задач механи- ки и космологии.
Бесплатно
Эволюция открытой вселенной в пятимерии как задача о движении частицы в силовом поле
Статья научная
Продемонстрировано сведение проблемы моделирования эволюции открытой Вселенной для конформно- плоской метрики пятимерного пространства-времени в форме Фока к эквивалентной ей задаче о механическом движении частицы единичной массы в некотором «силовом поле». При введении«механических» силовых потенциалов в пятимерном пространстве-времени получены точные космологические аналоги открытых 4D моделей Вселенной, начиная с решения Фридмана, а также моделей, заполненных материей и излучением в приближении идеальной жидкости.
Бесплатно
Эволюция открытой космологической модели с излучением
Статья научная
Исследуется эволюция открытой космологической модели с излучением, полученной ранее методом эк- вивалентных потенциалов. Показано, что эволюция и возраст Вселенной определяются отношением па- раметров, входящих в модель и ответственных за наличие вещества и излучения. Результаты проиллю- стрированы соответствующими графиками. Приведены оценки плотности массивной материи и возраста Вселенной с точки зрения проведенного в работе анализа.
Бесплатно
Эволюция пылевых дисков и джеты в моделях динамического равновесия. Роль “темной материи”
Статья научная
Кратко излагается модель строения и динамики пылевых дисковых структур в условиях динамического равновесия. Показано, что важную роль в формировании структуры дисков играет неоднородное распределение функции массивности частиц в пространстве, которая является моделью “темной материи”. Появляющиеся в модели дисковые структуры могут содержать джеты и балджи.
Бесплатно
Статья научная
Сформулирована математическая модель эволюции плоских возмущений в космологической двухкомпонентной статистической системе полностью вырожденных скалярно заряженных фермионов с асимметричным скалярным Хиггсовым взаимодействием. Построена полная замкнутая система дифференциальных уравнений, описывающих невозмущенное состояние однородной и изотропной системы, и система самосогласованных эволюционных уравнений малых возмущений. Найдены и исследованы решения системы эволюционных уравнений в коротковолновом приближении. Показано, что в такой системе возникают неустойчивые коротковолновые моды возмущений. Выявлены и определены области неустойчивости коротковолновых возмущений и установлено соответствие модели ранее изученным моделям.
Бесплатно
Электромагнетизм, гравитация и принцип Маха
Статья научная
В статье показано, что в последовательном реляционном подходе к физической реальности гравитационные взаимодействия имеют вторичный характер, производный от электромагнетизма. Этот вывод согласуется с рядом идей, высказанных классиками фундаментальной физики в духе принципа Маха в первой половине ХХ века.Ключевые слова : Реляционный подход к физической реальности, концепция дальнодействия, принцип Маха, электромагнетизм, гравитация, теория систем отношений, массы элементарных частиц.
Бесплатно
Электрон Керра - Ньюмана как адаптивная система
Статья научная
В предыдущей работе, развивая модель электрона как черной дыры Керра-Ньюмана (КН), мы установили двулистность супервращающегося (параметр Лоренца ∼ 1)) решения КН, интерпретируяодетый электрон КН как сгусток электрон-позитронного вакуума, охваченный (одетый) электронной и позитронной петлями Вильсона, затягиваемыми гравитацией. В то время как голый электрон КН отвечал за волновые свойства электрона, и формировался как безмассовая кольцевая струна, которая сжималась в точку и приобретала массу при релятивистском вращении. Мы получаем и анализируем новые решения КН с волновым излучением и обнаруживаем, что они соответствуют черно-белой дыре, которая не только поглощает энергию своею черной стороной, но также излучает ее своей обратной (белой) стороной, генерируя согласованные струнные возбуждения электронно-позитронного вакуума.
Бесплатно
