Пространство, время и фундаментальные взаимодействия @stfi
Статьи журнала - Пространство, время и фундаментальные взаимодействия
Все статьи: 400

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

Статья научная
Обзор посвящен представлению различных математических описаний пространства-времени. Это пространство-время Минковского, интуиционисткое пространство-время, некоммутативное пространство-время. Обсуждается смысл идеи о нефундаментальности понятия пространства-времени, о которой в литературе говорят как о возникающем пространстве-времени. Демонстрируется пространство-время петлевой квантовой гравитации. Кратко излагается механизм возникновения гравитации и пространства- времени в рамках 𝐴𝑑𝑆/𝐶𝐹𝑇-соответствия. Показано, как связность пространства-времени определяется мерой запутанности подсистем квантовой полевой системы.
Бесплатно

Термодинамическая модель эволюции нормальных звезд
Статья научная
В статье излагается упрощенный подход к описанию эволюции нормальных звезд на основе термодинамических соотношений равновесия звезды в целом. Звезда рассматривается как термодинамическая система эволюция, которой происходит за счет изменения ее внутреннего химического состава, обусловленного изменением молярного содержания в ней водорода и гелия. Это позволяет вычислить радиус звезды и ее среднюю температуру, соответствующие пересечению кривых равновесия и состояния звезды как целого на плоскости радиус температура. Рассмотрены некоторые основные элементы такой модели
Бесплатно

Термодинамическое равновесие в ускоренной вселенной недостижимо?
Статья научная
В статье рассмотрены неравновесные космологические сценарии в предположении восстановления скей- линга во взаимодействиях элементарных частиц при сверхвысоких энергиях выше унитарного предела. На основе точного решения уравнения энергобаланса получено строгое доказательство о принципиальной недостижимости термодинамического равновесия в ускоренной Вселенной. Представлены и проанализированы результаты численного моделирования построенной ранее строгой математической модели процесса восстановления термодинамического равновесия в изначально неравновесной ультрарелятивистской космологической плазме во Вселенной с произвольным ускорением в предположении восстановления скейлин- га во взаимодействиях элементарных частиц при энергиях выше унитарного предела. Найдены предельные параметры неравновесного распределения выживших реликтовых частиц. Выдвинуто предположение о принципиальной возможности детектирования «истинно реликтовых частиц», несущих информацию о самых первоначальных стадиях эволюции Вселенной.
Бесплатно

Топологическое описание образования кротовых нор в общей теории относительности
Статья научная
Описывается конструкция образования 3-мерных и 4-мерных кротовых нор в пространстве-времени за счет введения семейства топологий в 3-пространстве, использующего разрывы производных метрики.
Бесплатно

Статья научная
В работе рассматривается скалярно-тензорная теория гравитации с неминимальной кинетической связью скалярного поля с кривизной. Лагранжиан теории содержит слагаемое вида G ij и представляет собой частный случай общего лагранжиана Хорндески, приводящего к уравнениям движения второго порядка. В рамках рассматриваемой модели мы используем метод Ринальди для построения аналитических решений, описывающих сферически симметричные кротовые норы. Построенные кротовые норы имеют горловину, связывающую две асимптотические области с геометрией пространства анти-Де Ситтера с постоянной отрицательной кривизной
Бесплатно

Точные решения в космологии Фридмана со скалярными полями
Статья научная
В работе рассматривается метод точного анализа космологической динамики на ранней инфляционной стадии эволюции Вселенной Фридмана, которая определяется динамикой скалярного поля для случая минимального и неминимального взаимодействия поля и кривизны. Основу метода составляет приведение уравнений динамики к одинаковому виду для всех моделей. Предложенный подход позволяет сопоставлять модели, основанные на различных теориях гравитации.
Бесплатно

Точные решения в космологии на основе нелинейных сигма-моделей
Статья научная
В работе рассматривается метод точного анализа космологической динамики на ранней инфляционной стадии эволюции Вселенной Фридмана и на стадии повторного ускоренного расширения на основе исход- ных модели с квинтэссенцией и двухкомпонентных киральных космологических моделей. Основу метода составляет приведение уравнений динамики к виду, аналогичному для моделей с одним скалярным полем, посредством конформных преобразований внутренней метрики пространства полей.
Бесплатно

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

Уравнение Дирака и фермионная алгебра Клиффорда
Статья научная
Рассматривается структура уравнения Дирака и дается новая трактовка уравнения Дирака в пространстве-времени с 1+1 измерениями. Переопределён оператор Дирака D таким образом, чтобы в алгебре Клиффорда существовал нильпотентный элемент U, с U2=0, такой что для плоской волны ψ, Dψ=Uψ. Это означает, что Uψ является решением уравнения Дирака, поскольку D(Uψ)ψ=U2ψ=0×ψ=0. Мы используем этот метод для переформулировки нильпотентной версии уравнения Дирака для пространства-времени (1+1) в координатах светового конуса. Получено решение уравнения Дирака указанным выше способом, показано сравнение этого решения с уже известными решениями в рамках модели Фейнмана. В ходе этой переформулировки показано, что переход к координатам светового конуса соответствует переписыванию алгебры Клиффорда для уравнения Дирака в новую фермионную алгебру.
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