Пространство, время и фундаментальные взаимодействия @stfi
Статьи журнала - Пространство, время и фундаментальные взаимодействия
Все статьи: 419
Спинорное поле в локально вращательно-симметричной космологии типа Бианки-I с геометрией Лиры
Статья научная
В данной работе мы рассматриваем роль нелинейного спинорного поля в эволюции Вселенной в рамках локально вращательно-симметричной космологической модели типа Бианки I (LRSBI) с геометрией Лиры. В предыдущих исследованиях нелинейное спинорное поле изучалось в различных анизотропных и изотропных космологических моделях, что показало, что наличие нетривиальных, недиагональных компонент тензора энергии-импульса спинорного поля накладывает существенные ограничения как на геометрию пространства-времени, так и на само спинорное поле. В нашей текущей работе мы обнаруживаем, что, хотя эти ограничения остаются в силе, введение геометрии Лиры существенно влияет на эволюцию Вселенной. Это влияние обусловлено тем, что инварианты спинорного поля зависят от параметра геометрии Лиры.
Бесплатно
Стандартизация учета отходов на основе вероятностной модели
Статья научная
В работе рассматривается вероятностное моделирование процессов отходообразования. Показано, что время пере- хода объектов в отходы может быть описано семейством распределений Вейбулла. Проведен анализ характеристик распределения Вейбулла при оценке количества отходов: математического ожидания, дисперсии, моды, медианы, коэффициента асимметрии и коэффициента эксцесса. Практическое использование вероятностной модели отходо- образования основывается на известных величинах - среднем сроке службы объектов, устанавливаемом по норма- тивным документам, и коэффициенте вариации.
Бесплатно
Стандартная космологическая модель: математический, качественный и численный анализ
Статья научная
Проведен всесторонний анализ основных положений стандартной космологической модели (СКМ), основанной на классическом массивном скалярном поле. Показана математическая некорректность решений этой модели, приводящих к устойчивому инфляционному режиму расширения. На основе качественного анализа системы дифференциальных уравнений стандартной космологической модели доказано, что эта система имеет устойчивый центр, соответствующий нулевым значениям потенциала и его производной на бесконечности. Таким образом, космологическая модель, основанная на одном массивном классическом скалярном поле в бесконечном будущем дает плоскую Вселенную. Проведенное численное моделирование динамической системы, соответствующей системе уравнений Эйнштейна - Клейна - Гордона, показало, что при больших временах эволюции инвариантное космологическое ускорение имеет колебательный характер, меняя свои значения от -2 (торможение), до +1 (ускорение). При этом среднее значение космологического ускорения отрицательно и равно -1/2. Эти колебания космологического ускорения проходят на фоне быстро падающей величины постоянной Хаббла.
Бесплатно
Станислав Александрович Подосенов (к 80-летию со дня рождения)
Статья научная
В статье приводятся данные о жизни и научной деятельности российского физика-теоретика Станислава Алексан- дровича Подосенова, внесшего большой вклад в развитие современной теории гравитации, признанный мировым сообществом.
Бесплатно
Статистические космологические системы почти вырожденных скалярно заряженных фермионов
Статья научная
На основе развитой ранее одним из авторов кинетической теории макроскопического описания плазмы с межчастичпым скалярным взаимодействием конструируются динамические статистические модели для космологической плазмы, содержащей сильно вырожденный скалярпо заряженный фермпоппый компонент. Исследованы асимптотические свойства модели в ультрарелятивистском пределе
Бесплатно
Статистические космологические системы фермионов с межчастичным фантомным скалярным взаимодействием
Статья научная
Исследуется космологическая эволюция статистических систем фермионов с межчастичным фантомным скалярным взаимодействием, в котором вклад в полную энергию скалярного поля “кинетического” члена отрицателен. В результате аналитического и численного моделирования таких систем выявлено наличие четырех возможных сценариев в зависимости от параметров системы и начальных условий. Среди выявленных сценариев присутствуют сценарии с ранней, промежуточной и поздней нерелятивистской стадией космологической эволюции при одновременном наличии необходимой инфляционной стадии.
Бесплатно
Статические сферически симметричные решения в 4D-теории Эйнштейна-Максвелла-Анти-Дилатона
Статья научная
В работе получены точные статические сферически симметричные асимптотически плоские решения четырёхмерной теории Эйнштейна с полями Максвелла и анти-дилатона. Получены новые решения, описывающие кротовые норы.
Бесплатно
Стохастическая динамика и вечная инфляция
Статья научная
При описании вечной инфляции существенного продвижения можно добиться в рамках стохастического подхода, основанного на том, что локальная эволюция включает в себя влияние квантовых флуктуаций, которые вводятся через уравнение Ланжевена, из которого, на следующем шаге, выводится уравнение Фоккера — Планка — Колмогорова. Мы обсуждаем детали этого вывода, а также проблему отсутствия стационарных распределений. Используя ранее установленную в наших работах связь с уравнением Абеля первого рода, мы показываем, что существует естественное обобщение данного уравнения за пределы приближения медленного скатывания, причем итоговое уравнение допускает стационарное распределение.
Бесплатно
Структура пространства-времени в микромире и свойства элементарных частиц
Статья научная
В работе устанавливается связь между скрытыми симметриями шестимерного псевдоевклидова пространства сигнатуры (+ + + - - - ) и сохраняющимися квантовыми характеристиками элементарных частиц. Скрытые симметрии выявляются за счёт различных форм представления метрики псевдоевклидова пространства с помощью спиноров и гиперболических комплексных чисел. С помощью возникающих скрытых групп симметрий удаётся получить такие сохраняющиеся квантовые характеристики, как спин, изоспин, электрический и барионный заряды, гиперзаряд, цвет и аромат, а также предсказать точное количество таких сохраняющихся квантовых характеристик кварков, как цвет и аромат.
Бесплатно
Статья научная
Пространственные распределения сейсмической энергии (сейсмоэнергетические поля) в фокальных областях двух сильных землетрясений - землетрясения Пойнт-Маккензи на Аляске (𝑀 = 7.1) и землетрясения в Эгейском море (𝑀 ≈ 7) исследованы методами мультифрактального анализа. Показано, что перед главными толчками этих событий происходило значительное расширение и смена формы асимметрии спектров сингулярностей сейсмоэнергетических полей. Структурные перестройки сейсмоэнергетических полей объясняются ростом энергетических флуктуаций при переходе сейсмогенерирующих систем в сильно неравновесное состояние. Эффект расширения 𝑓(𝑎)-спектров сейсмоэнергетических полей перед сильными землетрясениями может быть использован в задачах мониторинга текущего состояния сейсмогенерирующей среды.
Бесплатно
Статья научная
Правая сторона уравнения Эйнштейна является чисто феноменологической. Мы обращаем внимание, что в сформулированной Лоренцем теории электронов, правая сторона уравнений Максвелла также является чисто феноменологической. Однако с открытием полевой или квантовой электродинамики, основанной на уравнениях Максвелла-Шредингера и Максвелла-Дирака, детали правой стороны уравнений Максвелла были прояснены на фундаментальном теоретико-полевом уровне. В этой статье мы формулируем полевую гравитодинамику. Установлены основные понятия и уравнения полевой или квантовой гравитодинамики и, следовательно, раскрыта сущность так называемой темной материи.
Бесплатно
Сферически симметричное решение пуанкаре калибровочной теории гравитации при наличии темной энергии
Статья научная
На основе обобщения общей теории относительности (ОТО) на пуанкаре калибровочную теорию гравитации (ПКТ) и осуществленной Э.В. Глинером модификации космологической постоянной ОТО найдено сферически симметричное решение ПКТ при наличии темной энергии с крайне минимальным самодействием. Найденное решение конформно известной метрике Илмаза — Розена, которая близка к метрике Шварцшильда, но не имеет сингулярности на гравитационном радиусе, что приводит к отсутствию черных дыр и замене их на квази-черные дыры.
Бесплатно
Сферически-симметричные T- и R-решения уравнений 5-мерной теории Калуцы-Клейна и её обобщений
Статья научная
Строятся решения 5-мерной (5D) теории типа Калуцы-Клейна, которая описываются лагранжианом, зависящего от параметра 𝜖. При 𝜖= 1 лагранжиан описывает теорию Калуцы-Клейна; при 𝜖= 1/√3 онпредставляет эффективный лагранжиан для низко энергетического предела теории суперструн; наконец, при 𝜖= 0, описывает теорию Эйнштейна-Максвелла с минимально связанным скалярным полем. Исходный 5D вариационный принцип Эйнштейна-Гильберта для метрики независящей от 5 координаты, после размерной редукции сводится к четырехмерному. Последующая ортогонализация и конформное отображение сводит действие к эйнштейновой форме, описывающей гравитационное, электромагнитное и скалярное взаимодействующие поля. Параметр 𝜖формально вставляется в экспоненту, определяющую тип контактного взаимодействие между скалярным и электромагнитным полями. Последующая редукция к сферической симметрии приводит к действию, описывающего искомые конфигурации.Мы ограничиваемся построением сферически-симметричных решений, полученных таким образом обобщённых 5D моделей, геометрия которых зависит только от временной (T-решения) или радиальной (R-решения) координаты. Для каждого случая мы переходим в конфигурационное пространство, получаем метрику этого пространства и уравнения Эйнштейна-Гамильтона-Якоби, с помощью которого находятся траектории в конфигурационном пространстве. Далее, восстанавливается эволюционная координата и строятся метрики и поля, рассматриваемых моделей, в координатном пространстве. Найденное T- решение соответствует космологической модели типа Кантовского-Сакса с топологией гиперцилиндра, со скалярным и электромагнитным полями, взаимодействующими между собой контактным образом. С другой стороны, при соответствующем выборе постоянных интегрирования, они отвечают внутренней области черной дыры. Оказывается, множество R-решений гораздо содержательнее T-решений, что приводит к необходимости построения соответствующей классификации R-решений. Изучается симметрия конфигурационного пространства R-моделей, строятся соответсвующие решения и приводится их краткий анализ.
Бесплатно
Статья научная
Мы исследуем сферически-симметричные решения киральной самогравитирующей модели 𝑓(𝑅, (∇𝑅)2) гравитации в квазиглобальных координатах. В работе представлено действие модели и метрика кирального пространства. Для данной модели представлены уравнения Эйнштейна и полей в сферически-симметричной метрике общего вида с потенциалом самодействия 𝑊, представлены уравнения модели в квазиглобальных координатах. В работе рассматривается специальный случай = 0. В рамках этого случая показано, что уравнения Эйнштейна сводятся к дифференциальному уравнению второго порядка, допускающего замену переменных для комбинации метрических функций. Получены точные решения для всех метрических функций. Исследуется возможность решения полевых уравнений для определения зависимости полей от радиальной координаты 𝑢. Получено нелинейное дифференциальное уравнение второго порядка, позволяющее определить полевую функцию𝜒(𝑢).
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена исследованию поведения тонкостенной цилиндрической оболочки, подкрепленной по торцам шпангоутами и подвергающейся нагреву импульсным тепловым потоком от бесконечно удаленного источника излучения. Представлены асимптотические решения задачи теплопроводности, полученные операционным методом, описывающие распределение температур в конструкции при малых временах и интенсивном конвективном теплообмене с окружающей средой. Комплексным методом построено аналитическое решение линейной задачи термоупругости, описывающее напряженно-деформированное состояние конструкции. Представленные инженерные методики обеспечивают достаточную для практических рассчетов точность при анализе тонкостенных элементов конструкции авиационной техники.
Бесплатно
Тени черных дыр как источник проверки расширенных теорий гравитации
Статья научная
Первые изображения чёрных дыр открыли новые возможности для проверки расширенных теорий гравитации. В данной работе предложен и развит метод построения фона тени сферически-симметричных невращающихся черных дыр для случая 𝑔11 ̸= -𝑔-1 00 . Результаты анализа для расширенных теорий гравитации сравниваются с предсказаниями общей теории относительности (ОТО) при учете данных Event Horizon Telescope (глобальная сеть радиотелескопов, на которой было получено первое прямое изображение ЧД). После публикации статьи [1] проектом Event Horizon Telescope (EHT) было получено первое прямое изображение черной дыры в центре нашей галактики: Sagittarius A* [2]. Полученные в работе [1] результаты полностью согласуются с результатами наблюдений Sgr A* и M87* для следующих моделей: модель Хорндески с инвариантом Гаусса-Бонне, петлевая квантовая гравитация, скалярная модель бамбелби, модель Гаусса-Бонне. В конформной гравитации должны быть исключены большие значения 𝑚2 и 𝑄𝑠. В 𝑓(𝑄) гравитации наблюдения Sgr A* дополнительно ограничивают значения параметра 𝛼: -0, 025
Бесплатно
Тень кротовой норы Эллиса-Бронникова
Статья научная
В работе построены тени невращающейся и медленно вращающейся кротовых нор Эллиса-Бронникова, исследованы характеристики теней в зависимости от параметров кротовых нор, проведено сравнение размеров теней черной дыры Шварцшильда и невращающейся кротовой норы Эллиса-Бронникова и теней черной дыры Керра и медленно вращающейся кротовой норы Эллиса-Бронникова.
Бесплатно
Тень кротовой норы Эллиса-Бронникова и силуэт ее горловины
Статья научная
Есть две возможности “прямого” наблюдения кротовых нор: получение изображения тени кротовой норы и получение изображения ее горловины. Тень будет видна, когда наблюдатель и кротовая нора окружены светящимся фоном. Горловина кротовой норы сама по себе невидима, но ее силуэт можно получить, если предположить, что на кротовую нору падает множество светящихся зондов, а наблюдатель регистрирует сигналы, которые зонды испускают на горловине. В данной статье мы получаем выражение для радиуса силуэта горловины кротовой норы Эллиса-Бронникова и сравниваем его с радиусом тени кротовой норы.
Бесплатно
Статья научная
Теоретический аппарат вводимого реляционно-статистического пространства-времени позволяет описывать не только известные явления, но также и предлагать интерпретацию некоторых эффектов, требующих объяснения. Понятие темной материи занимает важное место в теории гравитации. Различные современные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что темная материя не является субстанцией, образованной из неизвестных частиц. Поэтому физическая теория нуждается в дополнении и уточнении для описания и таких явлений. Развиваемый вариант концепции реляционного статистического пространства-времени строится на основе теоретической модели фундаментальных приборов - часов и линеек и позволяет подойти к описанию понятия темной материи при рассмотрении закономерностей на космологических масштабах. Обсуждается получение выражения для классической теории гравитации из статистических принципов. Даются основные представления об обобщенном принципе Маха. Проясняется смысл так называемых космологических совпадений, впервые обнаруженных Вейлем. Показывается, как может быть интерпретировано проявление темной материи в рамках ньютоновского приближения теории гравитации. Приводимые оценки демонстрируют, что отношение (темная масса+видимая масса)/(видимая масса) соответствует опытным данным.
Бесплатно
Теоретическое и экспериментальное исследование суперротации атмосферы планеты Венера
Статья научная
Атмосфера Венеры была отдаленно изучена в течение приблизительно 100 лет и с космическими кораб- лями почти половины столетия. В результате была драматическая модернизация представлений. Главное открытие - обнаружение уникального явления - суперротация атмосферы. Впервые это обнаружено с орбиты в 1974 с космического корабля Mariner, и это - главный элемент атмосферной динамики. Исследо- вание супервращения проводилось в УЛЬТРАФИОЛЕТОВОМ диапазоне в высотах 65-69 км и в диапазоне IR 51-59 км, и также в ходе эксперимента с баллоном ВЕГИ на 53-55 км. В промежуточных высотах не были выполнены систематические измерения. Предложено ввести легкие зонды-баллоны в атмосферу в различных высотах, но с увеличенной длительностью полета. Оболочки сделаны из металлизированной PET фольги. Масса полезного груза на каждом зонде составляет 1 кг. Диаметр оболочки зависит от вы- соты, и в высотном диапазоне 50-70 км находятся в диапазоне 1-3 метров. Экспедиция должна продлиться приблизительно 30 земных дней. Также предложено продвинутое объяснение физического механизма су- перротации.
Бесплатно
