Гравитация, космология и фундаментальные поля. Рубрика в журнале - Пространство, время и фундаментальные взаимодействия
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
Другой
Бесплатно
К выводу уравнений гравитационного поля вf (R) гравитации с кинетическим скаляром кривизны
Статья научная
В данной работе приводится техника варьирования действия f (R) теории гравитации в метрическом фор- мализме; детально разобран метод Гиббонса - Йорка - Хоукинга для устранения граничного интеграла. Подробно приведен вывод полевых уравнений f (R) теории гравитации. Получены ковариантные полевые уравнения f (R) теории гравитации с кинетическим скаляром кривизны, то есть модели, основанной на)интеграле действия: S = r d 4 xv-g (R, j R, j X (R) + f (R + Smat t er.
Бесплатно
Статья научная
В статье исследуются на основе качественного и численного анализа космологические модели, основанные на асим- метричном скалярном дублете, состоящем из классического и фантомного скалярного полей. Наличие фантомного скалярного поля позволяет рассматривать и классические скалярные поля с притяжением одноименно скалярно заряженных частиц, что существенно расширяет многообразие поведений космологиических моделей. Показано, что космологическая модель, основанная на асимметричном скалярном дублете, в случае минимального взаимодей- ствия иммет 9 особых точек, из которых 2 точки являются притягивающими, остальные точки являются неустой- чивыми седловыми. Показано, что наличие даже весьма слабого фантомного поля существенно изменяет динамику космологической модели.
Бесплатно
Статья научная
На основе качественного анализа и численного моделирования космологических моделей с классическими и фантомными скалярными полями с самодействием выявлены и уточнены их отличительные особенно- сти, а также потенциальные возможности их использования в качестве базовых моделей в космологии.
Бесплатно
Статья научная
В статье обсуждаются недостатки классического подхода к конструированию машины времени, основанного на идее использовать замкнутые времениподобные кривые. Говорится о необходимости использовать квантовую механику. Дается аксиоматика квантовой механики, принадлежащая А.Д. Александрову. Приводятся различные конструкции так называемой квантовой машины времени: эффективная машина времени Светличного, использующая квантовую телепортацию, квантовая AAPV-машина времени, машина времени Грея, не-Г¨еделевская машина времени. Демонстрируется, как в с помощью квантовых машин времени разрешаются временные парадоксы.
Бесплатно
Квантовая хромодинамика и гиперболическая унитарная группа SUh(3)
Статья научная
В работе показывается, что квантовую хромодинамику как строгую теорию естественно строить на основе использования гиперболической унитарной группы 𝑆𝑈ℎ(3), являющейся группой симметрии трёхмерного комплексного пространства гиперболического типа. Такой подход позволяет обнаружить глубокую связь между сохраняющимися цветовыми зарядами кварков и симметриями гиперболического трёхмерного комплексного пространства, а также математически корректно ввести эрмитовы операторы, описывающие восемь глюонов - переносчиков сильных взаимодействий.
Бесплатно
Киральные само-гравитирующие модели: точные решения и вычисление космологических параметров
Статья научная
В представленной лекции рассматриваются киральные само-гравитирующие модели; их включение в полевые теории и построение на основе нелинейной сигма модели с потенциалом взаимодействия. Рассматриваются терминологические аспекты нелинейной сигма модели, её связь с гармоническими отображениями и успехи двухмерных моделей как физической теории элементарных частиц. Затрагивается проблема построения четырехмерной киральной модели, которая была решена за счет включения гравитационного взаимодействия бозонов. Кратко (со ссылкой на соответствующую литературу) упоминаются методы построения точных решений в киральных само-гравитирующих моделях. Отмечается значительный интерес к модифицированным теориям гравитации и в качестве примера такой теории рассматривается теория гравитации с высшими производными второго порядка по скалярной кривизне. Подробно описывается процедура перехода от теории гравитации вида 𝑓(𝑅, (∇𝑅)2,□𝑅) к теории гравитации с неминимальным взаимодействием (без высших производных). Также представлен детальный анализ перехода от упрощенной модели 𝑓(𝑅, (∇𝑅)2) к эйнштейновской гравитации со скалярными полями и, затем, к её представлению в форме киральной само-гравитирующей модели. Отмечается проблема сопоставления предсказаний теории с наблюдательными данными в случае нескольких скалярных полей в инфляционной модели. В качестве примера разрешить эту проблему предлагается построить однополевую модель, используя линейную связь между полями. Представлено построение такой однополевой модели и описан метод Иванова - Салопека - Бонда построения точных решений уравнений космологической динамики. Описан алгоритм вычисления космологических параметров на примере массивного скалярного поля. Отмечается возникшая возможность использовать связи между полями для согласования по массам конкретных элементарных частиц.
Бесплатно
Конструирование точных решений в космологии, основанной на гравитации Хорндески
Статья научная
В данной работе предлагается метод генерирования точных космологических решений для случая грави- тации Хорндески из точных решений для гравитации Эйнштейна. Эти решения обобщаются в смысле со- поставления некоторых теорий гравитации, именно, Общей Теории Относительности, скалярно-тензорной гравитации, гравитации Эйнштейна-Гаусса-Бонне и обобщенной скалярно-тензорной гравитации с неми- нимальной связью скалярного поля со скаляром Риччи и скаляром Гаусс-Бонне.
Бесплатно
Космический микроволновой фон в реляционном подходе
Статья научная
В рамках реляционной парадигмы предложено описание эффекта космического микроволнового фонового излучения. Установлена связь предложенной интерпретации с идеями о "температуре межзвёздного пространства выдвинутыми Г. Вейлем, А. Эддингтоном, Э. Регенером и В. Нернстом в 20-30-е годы XX века. Кроме того, в соответствии с реляционным обоснованием космологического красного смещения и современными данными о светимостях звёзд получена новая оценка температуры микроволнового фона. Ключевая идея проведения оценки состоит в учёте энергии испущенного, но не поглощённого излучения. Согласно реляционному подходу, эта энергия до реального поглощения распределяется по отношениям между излучателем и всеми возможными поглотителями. Во Вселенной, как системе большого числа излучателей и поглотителей это приводит к ситуации, когда наблюдатель воспринимает самого себя, как обладающего некоторой дополнительной энергией, что связывается с обнаружением дополнительного излучения, находящегося в термодинамическом равновесии с регистрирующим прибором. Также в статье уделяется внимание проблеме, возникшей в космологии в последние годы: неоднозначности параметра Хаббла при его определении двумя независимыми астрономическими методами. Поскольку в реляционном подходе за явление космологического красного смещения ответственны два фактора, становится возможным охарактеризовать каждый из них своим значением параметра Хаббла.
Бесплатно
Космологическая инфляция в конформной теории супергравитации
Статья научная
Рассматривается возможность описания космологической инфляции в конформной теории = 1 супергра- витации. Исследуются две космологические модели. Первая модель включает в себя одно скалярное поле с единичным конформным весом, являющееся комплексным обобщением так называемого дилатонного по- ля, используемого в конформных теориях гравитации. В рамках этой модели построена космологическая модель с положительной космологической постоянной. Вторая модель описывает спонтанное нарушение вейлевской масштабной инвариантности, в результате которого устанавливается значение гравитацион- ной постоянной. В рамках этой модели также удается получить космологическое решение, описывающее инфляцию согласно закону Хаббла.
Бесплатно
Космологическая инфляция в тензорно-мульти-скалярной теории гравитации
Статья научная
В данной работе показано, что тензорно-мульти-скалярная теория гравитации (ТМС ТГ) допускает инфляционные решения для вакуумного случая, то есть при отсутствии не-гравитационной материи. Для двухполевой ТМС ТГ найдены решения при наличии источника в виде скалярного поля, находящегосяв режиме медленного скатывания, когда гравитационная часть задана в картине Эйнштейна, а действиене-гравитационного поля Sm задается в картине Йордана. В этом случае найдены классы степенных и деситтеровских инфляционных решений для различных потенциалов не-гравитационного скалярного поля.
Бесплатно
Космология от Адама и Евы до Алексея Старобинского. Часть 1
Статья научная
Лекция, прочитанная в ходе Зимней школы «Петровские чтения» 2018 года, посвященной 70-летию академика Алексея Александровича Старобинского. Обзор развития космологических воззрений и моделей до наших дней.
Бесплатно
Космология от Адама и Евы до Алексея Старобинского. Часть 2
Статья научная
Лекция, прочитанная в ходе Зимней школы «Петровские чтения» 2018 года, посвященной 70-летию академика Алексея Александровича Старобинского. Обзор развития космологических воззрений и моделей до наших дней.
Бесплатно
Космология от Адама и Евы до Алексея Старобинского. Часть 3
Статья научная
Лекция, прочитанная в ходе Зимней школы «Петровские чтения» 2018 года, посвященной 70-летию академика Алексея Александровича Старобинского. Обзор развития космологических воззрений и моделей до наших дней
Бесплатно
Космология: наблюдательные основы
Статья обзорная
Работа представляет собой обзор современных наблюдательные методы космологии. Обсуждаются основные наблюдательные тесты Стандартной космологической модели: открытие расширения Вселенной и современного ускоренного расширения Вселенной, открытие и исследование реликтового излучения и его анизотропии, открытие крупномасштабной структуры Вселенной, предсказания и наблюдения распространенности легких химических элементов. Кратко излагается современное состояние исследований в области изучения темной энергии и темной материи. Рассматривается проблема поиска космологических гравитационных волн.
Бесплатно
Статья научная
В работе получены уравнения движения двойной звезды во внешнем поле сверхмассивной черной дыры и на их основе разработан метод расчета красного смещение спектра электромагнитного излучения, излучаемого как точечным, так и протяженным источником, движущимся во внешнем сильном гравитационном поле, как функции собственного времени наземного наблюдателя. Метод применен для случая источника в двойной системе, движущейся в окрестности вращающейся черной дыры.В начале детально рассмотрен случай движения точечного источника в соответствующем гравитационном поле. В отличие от широко представленных в литературе способов рассмотрения схожих проблем, в данной работе используется метод решения граничной задачи, сводящейся к решению системы обыкновенных нелинейных уравнений. При этом были использованы известные аналитические выражения для изотропных геодезических в метрике Керра. В отличие от методов, где параметры изотропных геодезических выбираются на основе составленных таблиц соответствия этих параметров координатам источника, развиваемый подход опирается на хорошо разработанные численные методы решения уравнений, что позволяет получать более точные результаты...
Бесплатно
Кротовые норы в теории гравитации с неминимальной кинетической связью и космологической постоянной
Статья научная
В работе рассматривается скалярно-тензорная теория гравитации с космологической постоянной и неми нимальной кинетической связью скалярного поля с кривизной. Лагранжиан теории содержит слагаемое вида (𝜀𝑔𝜇𝜈 + 𝜂𝐺𝑖𝑗)𝜑,𝑖𝜑,𝑗 и представляет собой частный случай общего лагранжиана Хорндески, приводя щего к уравнениям движения второго порядка. Получен класс частных точных статических сферически симметричных решений, описывающих кротовые норы. Показано, что при отрицательной космологиче- ской постоянной существуют кротовые норы, поддерживаемые каноническим скалярным полем (𝜀 = +1). Горловина кротовой норы соединяет два пространства-времени анти-де Ситтера.
Бесплатно
Магнитное поле звезд, находящихся в динамическом равновесии
Статья научная
Кратко излагается модель динамического равновесия звезд и эволюции их параметров. На основе теории автомодельных пульсаций звезд строится модель их магнитного поля. Магнитное поле вычисляется в двух вариантах слабого и сильного магнитного полей. В случае слабого магнитного поля используются основные уравнения автомодельного распределения и эволюции звезд. В случае сильного магнитного поля выводятся новые уравнения эволюции звезд и их осцилляций, учитывающие обратное влияние магнитного поля на гидродинамические потоки плазмы. Представлены соответствующие фазовые диаграммы эволюции масштабного фактора звезд.
Бесплатно
Метод построения классификатора звезд из каталога GAIA DR2 на наличие экзопланет
Статья научная
В данной работе предложена методика построения классификатора звезд по наличию экзопланет (ЭП) на основе информации из звездного каталога GAIA DR2 и данных, полученных в ходе наблюдений с космического телескопа «Кеплер». Три типа классификаторов были разработаны с помощью методов машинного обучения таких как: логистическая регрессия, случайный лес и искусственная нейронная сеть. Сравнительная оценка результатов классификаторов проведена с помощью матрицы ошибок.
Бесплатно
