Гравитация, космология и фундаментальные поля. Рубрика в журнале - Пространство, время и фундаментальные взаимодействия
Статья научная
В работе рассматривается метод построения и анализа моделей космологической инфляции с неминимальной связью скалярного поля и кручения на основе обобщенных точных решений. Показана возможность построения точных космологических решений для различных физических потенциалов скалярного поля и произвольной космологической динамики на основе предложенного подхода. В качестве примера рассмотрена модель космологической инфляции для открытой тахионной струны. Также показано соответствие данной модели современным ограничениям на значения параметров космологических возмущений.
Бесплатно
Обобщенный закон Хаббла в реляционном подходе
Статья научная
В настоящей работе на основе бинарной предгеометрии (бинарной геометрофизики) предлагается описание эффек- та космологического красного смещения. Эта теория описывает процессы излучения и поглощения энергии с по- мощью так называемых фотонных матриц и не использует пространственно-временные представления в качестве первичных понятий, позволяя, наоборот, вывести их. Для системы большого числа частиц становится возможным построить модель, которая применима для описания наблюдаемых космологических эффектов, таких как обобщен- ный (учитывающий нелинейность) закон Хаббла. В рамках данного подхода выводятся линейный и нелинейный чле- ны закона Хаббла, производится оценка космологических параметров и их сравнение с наблюдаемыми величинами.
Бесплатно
Общая теория относительности, основанная на интуиционистской логике
Статья научная
В статье излагается теория гравитация, основанная на инфинитозимальном анализе Кока-Ловера. Переход от классического дифференциального и интегрального исчисления к анализу Кока-Ловера означает переход от классической двузначной логики к интуиционистской логике. Теория множеств не может уже служить способом интерпретации объектов такой теории, и приходится использовать теорию гладких топосов. Топосные модели представляют окружающий нас Внешний Мир более многогранным, многовариантным, состоящим из бесконечного многообразия различных многомерных «параллельных» миров, надел¨енных новыми физическими свойствами.
Бесплатно
Одно обобщение открытой космологической модели Фридмана при наличии вязкости
Статья научная
Решается проблема обобщения ранее полученной открытой космологической модели Фридмана при учете излучения и объемной вязкости. Используется метод, позволяющий свести моделирование открытой Вселенной, описываемой конформно-плоской метрикой, к задаче о механическом движении частицы в заданном силовом поле. Найдено новое точное космологическое решение уравнений тяготения простого вида, соответствующего эквивалентному осцилля- тору с переменными частотой и коэффициентом затухания. Вводится функция состояния, являющаяся обобщением ранее рассмотренного случая. На асимптотике, близкой к фридмановской, давление обусловлено только излучением и удовлетворяет ультрарелятивистскому уравнению состояния.
Бесплатно
Пенлеве-подобные координаты и моделирование статического гравитирующего шара
Статья научная
Рассмотрена проблема введения координат для описания внутренних статических решений сферически симметричных гравитирующих объектов, аналогичных координатам Пенлеве для внешнего решения Шварцшильда. Показано каким образом метрику пространства-времени для внешнего решения Шварцшильда в координатах кривизн можно переписать в координатах Бонди и Пенлеве. Для известного внутреннего решения Шварцшильда, записанного в координатах кривизн, найдено аналитическое преобразование к Пенлеве-подобным координатам. Метрика для внутреннего решения Шварцшильда переписана в новых координатах и показано, что гравитационнное поле является конформно-плоским, как и должно быть для модели гравитирующего статического шара с однородным распределением плотности массы вещества. Процедура перехода к Пенлеве-подобным координатам обобщена на произвольную статическую сферически симметричную метрику пространства-времени. Продемонстрирована запись 4- метрики в Пенлеве-подобных коорднатах для параболического закона распределения плотности массы идеальной жидкости внутри гравитирущего шара путем перехода в общем случае от координат Бонди.
Бесплатно
Статья научная
Исследована поляризация вакуума квантованного скалярного поля в пространстве-времени кротовой норы с бесконечно короткой горловиной. Предполагается, что поле является безмассовым, имеет произвольную связь со скалярной кривизной и находится в тепловом квантовом состоянии с произвольной температурой.
Бесплатно
Поправки к стандартным инфляционным моделям, индуцированные скаляром гаусса - бонне
Статья научная
В данной работе рассматриваются поправки к параметрам стандартных моделей космологической инфляции, индуцированные неминимальной связью скалярного поля и скаляра Гаусса-Бонне. Показано, данная связь оказывает слабое влияние на фоновую динамику, однако может существенно повлиять на характеристики реликтовых гравитационных волн. Также проведена оценка плотности энергии реликтовых гравитационных волн и рассмотрена возможность их детектирования с помощью перспективных космических детекторов.
Бесплатно
Принцип материальности пространства и фундаментальные поля
Статья научная
В работе формулируется принцип материальности пространства и на его основе проводится краткий критический анализ общей идеологии Специальной и Общей теорий относительности. Рассматривается связь нового принципа с ранее развитой топологической теорией фундаментальных полей (ТТФП). Рассматривается способ конструктивной реализации принципа материальности в рамках физической теории фундаментальных полей. Выводятся общие уравнения динамики маркеров материальных точек физического пространства и устанавливается их физический смысл.
Бесплатно
Принцип маха в геометрической парадигме
Статья научная
Показано, что в рамках 5-мерной геометрической модели типа теории Калуцы со скаляризмом реализует- ся принцип Маха, - имеет место изменение масс заряженных тел в окрестности массивного нейтрального источника. В этой теории в качестве скалярного поля выступает 15-я компонента метрики, которая ответ- ственна за то, что из 5-го уравнения геодезических следует зависимость отношения заряда к массе тела от r. Полагая, что заряд остается постоянным, приходим к проявлению принципа Маха в его эйнштейнов- ском понимании.
Бесплатно
Проективно-групповые свойства H-пространств H5 типа {5}
Статья научная
Исследуются 5-мерные псевдоримановы ℎ-пространства 𝐻5 типа {5} [3]. Находятся необходимые и достаточные условия, при которых 𝐻5 является пространством постоянной кривизны. Определяется общее решение уравнения Эйзенхарта в ℎ-пространстве 𝐻5 непостоянной кривизны. Устанавливаются условия существования негомотетического проективного движения в 𝐻5 и описывается структура негомотетической проективной алгебры Ли в ℎ-пространстве 𝐻5 типа {5}.
Бесплатно
Проективные симметрии пятимерных пространств
Статья научная
Представлен обзор инвариантно-групповых методов в 5-мерных теориях электромагнитного, гравитационного и других физических полей. Обсуждаются симметрии пятимерных искривленных пространств в форме групп Ли бесконечно малых преобразований, в том числе в форме проективных движений, сохраняющих геодезические. Исследуются 5-мерные жесткие ℎ-пространства 𝐻221, 𝐻32, 𝐻41 и 𝐻5, т.е. псевдоримановы многообразия (𝑀5, 𝑔) произвольной сигнатуры с (невырожденной) характеристикой Сегре = {𝑟1, ..., 𝑟𝑘}, 𝑟1, ..., ∈ 𝑁, 𝑟1 + ... + = 5, и вещественными собственными значениями производной Ли метрики в направлении инфинитезимального преобразования 𝑋, допускающие инфинитезимальные проективные и аффинные преобразования. Для каждого из них определяются структуры соответствующих максимальных проективной и аффинной алгебр Ли, включая классификацию ℎ-пространств 𝐻221 типа {221} по максимальным алгебрам Ли проективных и аффинных преобразований, более широким, чем алгебры Ли гомотетий.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется пространственно-временное и конфигурационное пространства сферически-симметричной си- стемы гравитационного и электромагнитного полей. Строятся действие и динамические величины для этой системы полей. Вводятся дополнительные физические величины - полная масса и заряд. Оказывается, что скобка Пуассона полной массы с функцией Гамильтона равна нулю в слабом смысле. Для перехода в конфигурационное пространство, мы исключаем нединамическую степень свободы (функции хода) из действия с помощью гамильтоновой связи. Это приводит к действию в конфигурационном пространстве (минисуперпространстве) с соответствующей суперметрикой. Строится уравнение Эйнштейна-Гамильтона- Якоби и исследуется структура его решения, совместного с законами сохранения полной массы и заряда. Оказывается, что минисуперпространство является плоским, поэтому решениям уравнений Эйнштейна соответствует пучок прямых в минисуперпространстве. Их пересечения со световым конусом минисупер- пространства соответствуют горизонтам событий в пространстве-времени заряженной ЧД. Квантование системы сводится к квантованию свободной частицы в трёхмерном псевдоевклидовом пространстве. На основе уравнения Девитта и квантовых операторов массы и заряда, строится волновая функция полевой конфигурации. В результате, мы получаем модель заряженной черной дыры с непрерывным спектром масс.
Бесплатно
Процедура декомпактификации расстояний
Статья научная
В рамках реляционного подхода к описанию пространства-времени и физических взаимодействий главной задачей является вывод классических пространственно-временных понятий из более фундаментальных закономерностей микромира. К таким понятиям, в частности, относятся размерность, сигнатура и протяжённость (классическое расстояние). Последнее может быть получено в результате решения задачи декомпактификации для заданной системы частиц. В настоящей работе приводится математическая формулировка данной задачи в рамках формализма теории систем отношений. Показывается, что используемые при постановке данной задачи отношения описывают элементарные процессы испускания и поглощения электромагнитного излучения. Решение такой задачи для реальной физической системы сопряжено с необходимостью учёта большого числа фазовых вкладов испущенного, но не поглощённого излучения. Поэтому рассматривается задача декомпактификации классических расстояний для системы конечного числа излучателей и поглотителей, имеющих ограниченный спектр атома водорода. Обсуждается методика численного решения и приводятся его результаты при заданных ограничениях.
Бесплатно
Различные инфляционные космологической модели с вращением
Статья научная
Рассматривается первая инфляционная стадия развития Вселенной для метрики типа IX по Бьянки для случая гибридной инфляции с двумя скалярными полями с вращением. В качестве источников гравитации на этапе инфляции используется анизотропная жидкость и два скалярных поля. Сделана попытка сравнения различных видов инфляции - хаотической инфляции, "новой инфляции"и гибридной инфляции - для вращающихся моделей.
Бесплатно
Реляционное описание электрослабых взаимодействий
Статья научная
В рамках развитой в нашей группе бинарной предгеометрии предлагается описание электрослабых взаимодействий элементарных частиц. Это осуществляется на основе бинарной системы комплексных отношенийранга (4,4). Показано, что в данной теории описание связанных и несвязанных состояний элементарныхчастиц осуществляется в различных геометриях, что уже отмечалось В. А. Фоком при открытии 0(4)-симметрии в задаче водородоподобных атомов.
Бесплатно
Реляционное статистическое пространство-время, и единое описание квантовых и гравитационных эффектов
Статья научная
В развиваемом варианте реляционной статистической концепции пространство-время строится на основе теоретической модели фундаментальных приборов - часов и линеек. Что задает основные уравнения и связь по принципу соответствия с известными физическими уравнениями. Два новых соотношения между массой и длиной, длиной и временем позволяют получить описание по сути в безразмерных единицах с учетом мировых постоянных, определяющих физические размерности. Введение дискретного пространства и времени, связанных самим способом измерения с атомарной дискретной структурой вещества означает, что на таких масштабах теряется понятие гладкости траектории частицы. Уравнения движения записываются в малых, но конечных приращениях. Специфика дискретного построения приводит к неевкидовости геометрии на микромасштабах, определяющей квантовые эффекты. Гладкость пространства-времени воспроизводится на больших по сравнению с размером атома масштабах. На таких макромасштабах способна проявиться риманова неевкидовость, определяющая гравитацию. Фактически реализуется вариант принципа Маха. Статистичность позволяет получать соотношения между физическими величинами, являющиеся аналогами космологических совпадений. Соединение двух геометрий в общем случае описывает оба явления: приводится соответствующее уравнение. Предлагаемый подход ограничивается пока масштабами комптоновской длины, продвижение на субатомные расстояния вплоть до планковских масштабов требует дальнейшего развития теории.
Бесплатно
Рождение черных дыр, причинность, нелокальность
Статья научная
Более 100 лет прошло с появления основополагающей статьи Эйнштейна и открытия законов теории относительности, в том числе - парадокса часов. Однако, по нашему мнению, многие ученые до конца так и не осознали, что это имеет революционное значение не только для механики и кинематики, но и для других важнейших разделов физики. Наша публикация посвящена анализу парадоксальных ситуаций при рождении черных дыр, концепции дальнодействия и близкодействия в области квантовых явлений, теории электромагнитного поля и гравитации. Благодаря такому анализу более ясным становится соотношение локальных и глобальных феноменов.
Бесплатно
Самодействие электромагнитного заряда в кротовой норе с бесконечно короткой горловиной
Статья научная
Вычислена сила самодействия электромагнитного заряда в пространстве-времени кротовой норе с бесконечно короткой горловиной. Предполагается, что заряд является источником электромагнитного поля, неминимально связанного с кривизной пространства-времени.
Бесплатно
Свойства аккреционных дисков в гибридной метрической-Палатини f(R)-гравитации
Статья научная
Гибридная метрическая-Палатини f(R)-гравитация на данный момент является одной из перспективных модифицированных теорий гравитации, основной задачей которой является объяснение ускоренного расширения Вселенной. Однако любая теория должна быть проверена на различных наблюдательных данных. В данной работе гибридная f(R)-гравитация будет рассмотрена в сильном поле черных дыр, а именно будет построен поток энергии и светимость от тонких аккреционных дисков, формирующихся вокруг таких объектов. Данное исследование позволит выявить возможные отличия от общей теории относительности в объяснении наблюдательных данных, что впоследствии поможет понять, насколько рассматриваемая теория релевантна. В частности, одним из результатов работы является то, что аккреционные диски в гибридной f(R)-гравитации тусклее, чем предсказывает общая теория относительности.
Бесплатно
