Пространство, время и фундаментальные взаимодействия @stfi
Статьи журнала - Пространство, время и фундаментальные взаимодействия
Все статьи: 419
Статья научная
Сформулирована строгая постановка задачи о космологической эволюции сверхтепловых частиц с энергиями выше унитарного предела во Вселенной, описываемой точной моделью перехода с ультрарелятивистской стадии расширения на инфляционную. На основе сформулированной математической модели получены асимптотические оценки динамического спектра частиц сверхвысоких энергий, построена и исследована численная модель космологической эволюции таких частиц на инфляционной стадии расширения Вселенной. Показано, что ряд параметров спектра частиц фиксируются на инфляционной стадии.
Бесплатно
Дополнительная симметрия сферически-симметричпых конфигураций, законы сохранения и их применение
Статья научная
Радиально-временная часть уравнений Эйнштейна для сферически-симметричных конфигураций представлена в терминах собственных векторов тензора энергии-импульса. Вводятся дуальные переменных и показывается, что сферически-симметричные конфигурации обладают скрытой дополнительной симметрией. Следствием этой унпмодулярной симметрии является существование массовой функции. Рассматриваются различные адаптированные базисы и строятся общие представления метрик для сферически- симметричных конфигураций. В качестве приложения рассматриваются сферически-симметричные конфигурации заряженной пыли. Строятся локальные и интегральные законы сохранения, получен полный набор интегралов движения и находятся точные решения. Для пространств электровакуума вектор уни- модулярной симметрии сводится к вектору Киллинга, а сама унимодулярная симметрия к изометрии.
Бесплатно
Другой подход к алгебраической классификации электромагнитного поля
Статья научная
Обычная алгебраическая классификация электромагнитного поля связана с задачей па собственные значения тензора электромагнитного поля, являющихся решением характеристического уравнения четвертого порядка. Показано, что такое уравнение может быть сведено к кубическому характеристическому уравнению (нормальной форме Вейерштрасса). В итоге приходим к задаче классификации электромагнитного поля, аналогичной задаче классификации поля тяготения по Петрову. Следовательно, получаем и аналогичные алгебраические типы электромагнитного поля: I,Ia,D,N. С точки зрения теории катастроф точка фазового перехода второго рода соответствует алгебраическому типу N (плоской электромагнитной волны).
Бесплатно
Еще раз о Фридмана-подобной модели открытой вселенной с давлением
Статья научная
На основе предложенного ранее метода получения точных решений космологических уравнений, исходя из решения Фридмана для открытой Вселенной в записи Фока, продолжено исследование по нахождению фридмана-подобных решений, в частности, отвечающих дискретному набору значений функции состояния, имеющих физическую интерпретацию. Новая переменная, через которую теперь записаны основные урав- нения, тесно связана с решением Фридмана для открытой Вселенной, заполненной некогерентной пылью, и даже совпадает с этим решением для конкретного значения используемого в работе параметра. Иссле- дование использует подход, разработанный в предыдущих работах и позволяющий свести моделирование открытой Вселенной, описываемой конформно-плоской метрикой, к задаче о механическом движении ча- стицы в заданном силовом поле. Применение линейной силовой функции с переменным коэффициентом, позволяет найти класс решений, зависящий от параметра, ряд рациональных значений (и одно беско- нечное) которого позволяет получить несколько физически интерпретируемых решений с фридмановской асимптотикой. Соответствующие значения функций состояния в начальный «момент» для модели дискрет- ны и совпадают с известными уравнениями состояния среды. Полученные решения вместе с функциями состояния представлены в двух таблицах и трех графиках.
Бесплатно
Заполненное пространство, логика и парадокс дедушки
Статья научная
Разрешается противоречие заполненного пространства в Мире Минковского и пустого пространства- времени посредством применения интуиционистской логики. Неклассическая логика раскрывает множественность пространств-времен. Решение парадокса дедушки.
Бесплатно
Звездные структуры в f(R)-гравитации в пространстве–времени Финча–Скеа
Статья научная
В настоящей работе исследуются анизотропные компактные звезды в рамках модифицированной теории гравитации f(R) с использованием пространства–времени Финча–Скеа. Рассматриваются две физически допустимые формы гравитационного лагранжиана, позволяющие изучить влияние кривизны пространства–времени на внутреннюю структуру плотных астрофизических объектов. Анализ проводится на основе основных физических характеристик, таких как плотность энергии, радиальное и тангенциальное давления, параметр анизотропии и массовая функция. Графическое исследование демонстрирует влияние поправок к кривизне на условия равновесия и устойчивости конфигураций. Полученные модели проверяются с использованием энергетических условий, обобщённого уравнения Толмана–Оппенгеймера–Волкова и параметров уравнения состояния. Результаты показывают, что рассматриваемые конфигурации являются физически допустимыми и устойчивыми, что подтверждает эффективность модифицированной гравитации при моделировании реалистичных компактных звезд.
Бесплатно
Знаменитые точные решения уравнений общей теории относительности
Статья научная
Рассматривается вклад двух знаменитых точных решений уравнений Общей теории относительности (ОТО) - решения Шварцшильда и решения Фридмана в развитие ОТО. Именно эти два решения были получены в самом начале становления ОТО, однако, значение их обоих было понято далеко не сразу. В настоящее время стал ясен их глубокий смысл и их выдающаяся роль в становлении современной космологии.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены результаты мультифрактального анализа сейсмичности, предшествовавшей землетрясению Северная Баха (2010 г., Мексика) в его эпицентральной области. Построены спектры сингулярностей мультифрактальных мер, моделирующих пространственные распределения сейсмических эпицентров и сейсмической энергии. Показано, что для обоих распределений спектры сингулярностей существенно расширяются в последние два года перед главным толчком землетрясения Северная Баха.
Бесплатно
Статья научная
В статье описывается методика исследования механических потерь в слоях из легкоплавких металлов и сплавов, использующихся для соединения элементов подвесов кремниевых пробных масс криогенных лазерных интерферометрических детекторов гравитационных волн. Полученные данные будут использованы при оценке теплового шума пробных масс криогенных детекторов гравитационных волн нового поколения.
Бесплатно
Изображение вращающейся кротовой норы Эллиса-Бронникова
Статья научная
Существование кротовых нор пока не подтверждено экспериментально. Одним из способов их обнаружить является анализ изображений астрофизических объектов, например, изображений сверхмассивных компактных объектов в центрах галактик. Зная массу и скорость вращения компактного объекта, по его изображению можно судить о том, является ли он кротовой норой. В данной работе представлено изображение медленно вращающейся кротовой норы Эллиса-Бронникова, окруженной аккреционным диском. Мы сравниваем его с изображением черной дыры Керра и показываем что изображения этих двух объектов существенно различаются.
Бесплатно
Изоспектральные симметрии в двумерных моделях с Мойяловским произведением
Статья научная
Обсуждается ограничение Бекенштейна и поведение энтропии в окрестности сингулярности типа Big Rip (Большой Разрыв). Размер горизонта схлопывается до нуля при приближении к сингулярности и число допустимых состояний стремится к нулю. Ситуация кардинально меняется в случае квантовых флуктуаций в некоммутативном пространстве времени, которое естественно возникает в некоторых моделях бран в рамках единой M-теории. Мы описываем математические свойства умножения Мояла и некоммутативное обобщение оператора Лапласа. Показано, что полевые модели некоммутативной геометрии в двумерном лоренцевом пространстве допускают два типа изоспектральных дискретных симметрий.
Бесплатно
Имитация извлечения кинетической энергии из черной дыры Керра-Ньюмана
Статья научная
Рассматриваются некоторых теоретические и экспериментальные методы исследования преобразования кинетической энергии черной дыры в энергию релятивистских струй ионизованного газа, генерируемых заряженной вращающейся черной дырой после поглощения ею звездного вещества. Показан аналог эффекта увлечения системы отсчета при ее поступательном движении, который связан с явлением гравитомагнетизма при вращении массы. Сопоставлены уравнения Максвелла для электромагнитного поля и уравнения гравитационного поля, создаваемого не только поступательным движением массы, но и ее вращением. Показана экспериментальная достоверность эффекта Лензе - Тирринга в случае медленных вращений. Обращено внимание на эффекты влияния быстрых вращений массивных объектов (черных дыр) на движение пробных частиц. Представлены различные механизмы преобразования, в которых эффективность преобразования высока, и отсутствуют побочные отходы. Указана аналогия энергетики преобразования потенциальной энергии водяной струи в кинетическую энергию вращения гидротурбины энергетике исследуемых космических процессов. Отмечена как теоретическая, так и практическая значимость исследований.
Бесплатно
Инвариантное интегрирование на псевдофинслеровых многообразиях
Статья научная
Рассматриваются n-мерные ориентированные псевдофинслеровы многообразия с “mth root” метриками. На этих многообразиях определяются естественные формы объема. Они существенным образом зависят от четности натурального числа m>1 и выражаются через гипердетерминанты Кэли. С помощью введенных естественных форм объема определяются инвариантные интегралы от финитных функций по n-мерным ориентированным псевдофинслеровым многообразиям с “mth root” метриками.
Бесплатно
Статья научная
Загадочная природа тёмной энергии (DE) бросает вызов нашему пониманию космоса, выступая в качестве силы, ответственной за ускоренное расширение Вселенной. В данной работе космологическая постоянная Эйнштейна (ΛE) рассматривается как проявление DE, интерпретируемое в рамках репараметризационно-инвариантной масштабной симметрии (RISS). В этой парадигме ΛE возникает как “кинетический"член, происходящий из относительного временного движения, что отличает его от традиционной кинетической энергии, основанной на относительном пространственном движении. В центре данного исследования находится космический масштабный фактор λ(t), ре-параметризационная конструкция, способная динамически наделять ΛE значимостью в расширенных уравнениях общей теории относительности Эйнштейна (EGR). Путём тщательных выводов формулируются управляющие уравнения для λ(t) и его взаимодействия с ΛE. Наложение симметрии репараметризации на уравнения движения открывает глубокий путь к решению проблемы недостающей массы, проявляющейся на галактических и внегалактических масштабах. Здесь некорректные (не сопутствующие) временные параметризации порождают фиктивные силы, чьё присутствие согласуется в рамках симметрийного подхода, обеспечивая когерентное описание явлений. Этот основанный на симметрии подход естественным образом приводит к MOND-подобной зависимости, Модифицированная Ньютоновская Динамика (MOND), g ∼ √ a0gN, где g обозначает гравитационное ускорение, a0 представляет собой фундаментальное ускорение MOND, а gN — ньютоновское ускорение. Теоретические предсказания для ΛE и a0 демонстрируют поразительное соответствие их наблюдаемым значениям, что придаёт достоверность данной интерпретации. Это соединение концептуальной ясности и математической строгости подчёркивает потенциально объединяющий принцип в нашем понимании гравитационных явлений, связанных с тёмной энергией и тёмной материей, а также широкой космической ткани.
Бесплатно
Индуцированная гравитация и космологический принцип
Статья научная
В статье исследуется феноменологическое описание космологического рождения частиц в рамках индуцированной гравитации. Оказывается, что исходные члены с плотностью числа частиц в законе рождения можно интерпретировать как невидимую часть Вселенной. Показано, что существует калибровка, восстанавливающая Общую теорию относительности, в которой наша модель эквивалентна f(R)-гравитации в случае f∝R3/2.
Бесплатно
Интегрируемость в теории струн и м-теории
Статья научная
В данной работе мы продемонстрируем два факта, указывающих на существование аналога интегрируемости для трехмерных систем, в частности М2-браны в М-теории. Для этого мы рассмотрим естественную формулировку трехмерных систем в терминах скобки Намбу и ее связь с обобщенным уравнением Янга-Бакстера. Мы обсудим деформации Янга-Бакстера, которые сохраняют интегрируемость сигма моделей и в которых естественным образом возникает классическое уравнение Янга-Бакстера. Затем мы предъявим обобщение деформаций Янга-Бакстера на случай М-теории, в которых аналогичным образом возникает обобщенное уравнение Янга-Бакстера.
Бесплатно
Статья научная
Сверхбольшая база данных (от английского Very Large Database, VLDB) - это база данных, которая занимает довольно большой объём на физическом устройстве для хранения различных данных.Данная работа показывает моделирование процесса нагрева металлической мишени магнетрона. Для проведения подобных исследований был использован программный пакет Comsol Multiphysics, который способен решать математические и физические задачи при помощи моделирования. Были исследованы зависимости температуры мишени от плотности мощности, для двух металлов - медь и титан. Также для зависимости температуры мишени от времени при разных значениях плотности было проведено сравнение нагрева горячей и холодной мишени.
Бесплатно
Инфлатон и поле Хиггса в конформной теории супергравитации
Статья научная
Известно, что в суперсимметричных теориях поля Хиггса могут давать ненулевой вклад в энергию вакуума, поэтому они должны учитываться в космологических моделях, которые строятся в рамках теории супергравитации. Целью данной работы является построение конформно инвариантной суперсимметричной полевой модели, описывающей феномен темной энергии и включающей в себя поля Хиггса, обеспечивающие механизм спонтанного нарушения электрослабой симметрии в соответствии с экспериментальными данными, предсказанными стандартной моделью физики элементарных частиц. Было построено действие конформной супергравитации, представляющее собой конформное обобщение минимально суперсимметричной стандартной модели и описывающее взаимодействие поля Хиггса с инфлатонным полем. Исследуется современная стадия расширения Вселенной. Показано, что в данной теории может быть получено космологическое решение, согласующееся с законом Хаббла. Найдены массы всех бозонов Хиггса. Константы связи теории подбираются таким образом, чтобы значение постоянной Хаббла, а также массы и заряды всех частиц стандартной модели соответствовали данным наблюдений и экспериментов.
Бесплатно
Использование реликтового излучения для построения новой системы навигации
Статья научная
Рассматривается метод ориентации и навигации космической техники на основе кинетической дипольной компоненты анизотропии космического микроволнового фона. Приводится анализ и оценки локальной анизотропии пространства-времени. Производится оценка точности предложенного метода навигации.
Бесплатно
Исследование несоответствий наблюдательных данных в космологии на примере параметра Хаббла
Статья научная
В работе рассматривается актуальная и к настоящему времени нерешенная проблема современной астрономии и космологии, связанная с определением величины современного значения параметра Хаббла 𝐻0, который характеризует темп расширения Вселенной. Существует необъясненное статистически значимое несоответствие в наблюдательных данных, относящихся к “ближней Вселенной” при малых красных смещениях, и к “дальней Вселенной” (поверхность последнего рассеяния). Во введении к работе дан большой обзор состояния проблемы (проблема “Hubble tension”). В работе введены и исследованы модификации уравнения состояния темной энергии, полученные путем введения нелинейной зависимости параметра уравнения состояния от времени, что обобщает современные подходы по объяснению расхождения величины 𝐻0. Исключен ряд моделей, что дает ограничения на вид параметра уравнения состояния.
Бесплатно
