Материалы V международной зимней школы-семинара по гравитации, астрофизике и космологии "Петровские чтения - 2022". Рубрика в журнале - Пространство, время и фундаментальные взаимодействия
Статья научная
In the framework of axionically extended Einstein-Maxwell-aether theory we study the structure of the electromagnetic field allowed by the anisotropic cosmological spacetime platforms associated with the Bianchi models. These models guarantee that the aether velocity possesses the shear, and we focus on its role in the evolution of the axion-photon systems. In this short note we discuss the extended master equations obtained under the assumption that the square of the shear tensor is included in the potential of the axion field.
Бесплатно
Статья научная
We consider dynamics of the quartet of interacting cosmic substrata, which includes the dynamic aether, presented by the unit timelike vector field, the axionic dark matter, described by the pseudoscalar field, the spinor field associated with fermion particles, and the gravity field. The extended set of master equations is derived based on the idea that the potential of the axion field to be the function of seven arguments. The first one is, standardly, the pseudoscalar field; the second and third arguments are the fundamental spinor invariant and pseudoinvariant; the fourth and fifth ones are the aether-axion cross-invariants and cross-pseudoinvariants; the sixth argument is the expansion scalar, and the seventh one is the square of tensor of the shear of the aether flow. The complete set of Master equations is derived and prepared for analysis.
Бесплатно
Chiral cosmological model of F(R,R) gravity
Статья научная
We study the modified gravity 𝑓(𝑅,□𝑅), which can be reduced to a chiral cosmological model of a particular type with scalar field observers 𝜒, 𝜑, 𝜙. The method of studying the chiral cosmological model was used for the 𝑓(𝑅, (∇𝑅)2) models, but was first used by Naruko for the more general 𝑓(𝑅) Gracing model. In this paper, equations for chiral fields and the Einstein-Friedmann equations in the Friedmann-Robertson-Walker metric are presented. Note that the solutions for this chosen model are based on a special choice of one of the chiral fields: = - √ 3/2 ln 2. Solutions are considered in the case of reducing the model to a one-field model: two chiral fields of the model depend linearly on the third one. The obtained solutions are of interest, since quantum corrections must also be taken into account in the analysis.
Бесплатно
Exact solutions in cosmological models with non-minimal coupling of scalar field and torsion
Статья научная
Cosmological inflation models with scalar field based on teleparallel gravity with non-minimal coupling of scalar field and torsion are considered. Solution type obtained in this paper is justified for any Hubble parameter and scalar field evolution. Also, the model with scalar field potenital (𝜑) = 𝑚2 2 𝜑𝑛, relating to chaotic inflation with massive scalar field, is verified by modern restrictions on values of cosmological perturbations parameters.
Бесплатно
Hyperbolic-logarithmic model of nonlinear electrodynamics
Статья научная
In this paper we consider a new model of nonlinear electrodynamics - "Hyperbolic-logarithmic". This model contain a three parameters and describe by following Lagrangian: ℒ = -ℱ - 𝛽 𝑎𝑟𝑡ℎ(𝛽ℱ) - 2𝛽 [ln(1 + 𝛽ℱ) + ln(1-𝛽ℱ)], where ℱ = 1 4𝐹𝑖𝑘𝐹𝑖𝑘. We show, that in this model dual symmetry is broken. Also we proved that the electric field of a point-like charge becomes non-singular in this framework, static electric energy of this charge is finite. We calculate a theory parameters values guided by electron parameters and Abraham - Lorentz idea about a pure electromagnetic nature of electron mass. We find the canonical and symmetrical Belifante energy momentum tensors.
Бесплатно
Статья научная
Based on the concept of the dynamic aether emergence as a result of spontaneous polarization of the color aether, we consider the SU(2) symmetric theory of interaction of the gauge and axion fields in the framework of anisotropic cosmological model of the Bianchi-I type. We focus on the analysis of the non-Abelian analog of the U(1) symmetric model of axionically induced generation of the electric field in a magnetized medium.
Бесплатно
Nonlocal extension of relativistic non-equilibrium thermostatics
Статья научная
Based on the formalism of nonlocal extension of the Israel-Stewart causal thermodynamics [1] on the one hand, and on the formalism of the extended thermostatics [2] on the other hand, we propose the new model of nonlocal relativistic non-equilibrium thermostatics for description of the static spherically symmetric stellar systems. This nonlocal formalism operates with the pair of orthogonal four-vectors: one of them is the standard unit timelike medium velocity four-vector, the second one is the unit spacelike director. We derived the extended equation describing the profile of the non-equilibrium pressure, which can be indicated as the static analog of the Burgers equation known in classical rheology.
Бесплатно
Статья научная
In recent studies linear perturbations of a static and spherically symmetric background of neutron stars have been considered in full Horndesky’s theory, the propagation speeds of perturbations were derived and the stability conditions were obtained. In the present paper we applied this general stability conditions to the study of the neutron stars stability in theory of gravity with the scalar-derivative coupling of the Einstein tensor and the scalar field with the standard kinetic term and the cosmological constant. It was shown that there are stable stellar configurations in a wide class of model parameters ℓ and for which all squared speeds of perturbations, 𝑐2 , 𝑐2 Ω, 𝑐2 3, 𝑐2 Ω± and are positive.
Бесплатно
Алгебраическая классификация дифференциальной формы кривизны и гравитационные поля
Статья научная
В касательной 4D пространстве-времени проведена алгебраическая классификация дифференциальной два-формы кривизны как антисимметричной матрицы, используя аналогию с тензором электромагнитного поля. Также по аналогии с алгебраической классификацией Петрова гравитационных полей вводятся типы такой матрицы. Приведены примеры с конкретными гравитационными полями: внешнего поля Шварцшильда и поля плоской гравитационной волны.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе мы рассматриваем гравитирующее скалярное поле с неминимальной кинетической связью с кривизной. Полевые уравнения выписаны в поляризованной метрике Гауди. Соответствующее пространство-время является анизотропным и неоднородным. В своих исследованиях мы хотим получить механизмы перехода Вселенной из неоднородной фазы в однородную в рамках теории Хорндески. В этой работе мы ограничиваемся предварительным анализом полевых уравнений.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе мы анализируем поведении анизотропии в моделях типа Бианки I, V, IX в теории гравитации с неминимальной кинетической связью. Мы получаем уравнения поля из действия с неминимальной кинетической связью, тем самым получив обобщенную систему уравнений для всех трех типов. Далее, численно анализируя решения данных моделей, мы исследуем поведение анизотропии на ранних и поздних стадиях эволюции вселенной.
Бесплатно
Волновые возмущения и гравитационные неустойчивости в нелокальной ньютоновской теории гравитации
Статья научная
В работе в нерелятивистском пределе рассматривается распространение малых возмущений в гравитирующих средах с пространственной дисперсией, обусловленной предполагаемой нелокальностью гравитационного поля. Показано, что в принятой модели при определённых условиях одновременный учёт космологической постоянной и указанной пространственной дисперсии позволяет сделать корректной математическую постановку задачи Джинса о гравитационной неустойчивости неподвижной однородной сплошной среды. Получено интегро-дифференциальное уравнение, описывающее малые возмущения плотности рассматриваемой системы. Путем моделирования ядра интегрального слагаемого данное уравнение сведено к дифференциальному уравнению. Получен закон дисперсии рассматриваемых возмущений. Исследованы гравитационные неустойчивости, возникающие в таких системах. Отмечено, что на временах отвечающих минимуму дисперсионных кривых, нарастание плотности в результате гравитационной неустойчивости развивается наиболее медленно.
Бесплатно
Модель хиггсовской инфляции и наблюдательные данные
Статья научная
Мы рассматриваем хиггсовскую инфляцию в картинах Йордана и Эйнштейна. Получены новые решения в режиме медленного скатывания для хигссовской инфляции с неминимальной связью с гравитацией. Эти решения при определенных ограничениях согласуются с наблюдательными данными. Также получены решения в случае слабого поля в картине Эйнштейна.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе рассмотрено новое точное решение уравнений космологической динамики в рамках ОТО, показано, что его можно расширить на случай ЭГБ гравитации. Также оценена плотность энергии реликтовых гравитационных волн, дана оценка возможности их регистрации на детекторах LIGO, LISA, DECIGO.
Бесплатно
Статья научная
Проведено исследование и компьютерное моделирование полной модели космологической эволюции классического скалярного поля с Хиггсовым потенциалом без предположения о неотрицательности постоянной Хаббла. Показано, что в большинстве случаев начальных условий космологическая модель переходит из стадии расширения на стадию сжатия. Таким образом, космологические модели, основанные на классическом поле Хиггса неустойчивы по отношению к конечным возмущениям.
Бесплатно
Разделение переменных по Бененти-Франкавилья и типы по Петрову
Статья научная
Бененти и Франкавилья (БФ) предложили класс метрик с двумя коммутирующими векторами Киллинга, для которых существует неприводимый тензор Киллинга второго ранга, и уравнения геодезических интегрируемы. Этот класс допускает нетривиальный тензор Риччи и, вообще говоря, не является алгебраически специальным. Мы находим дополнительное условие на класс БФ, при выполнении которого метрики допускают изотропные геодезические бессдвиговые конгруэнции и принадлежат либо общему типу I, либо типу D по Петрову, но не типу II. Соответствующие тензоры Киллинга имеют лишь две ненулевые проекции Ньюмена-Пенроуза. Этому подклассу принадлежат черные дыры и решения с параметром Ньюмена-Унти-Тамбурино (НУТ) в теории N=4 супергравитации.
Бесплатно
Статья научная
Работа является продолжением цикла работ, в которых была предложена модифицированная теория индуцированной гравитации (МТИГ). Рассматривается модель с веществом в виде идеальной жидкости, взаимодействующей со скалярным полем. На полученных решениях для масштабного фактора и скалярного поля для метрики Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера решаются уравнения геодезических линий для различных значений параметров. Цель этой статьи состоит в исследовании геодезических линий, в модели с колебательным характером космологических параметров, таких как масштабный фактор и параметр Хаббла.
Бесплатно
Статья научная
Работа является продолжением цикла работ, в которых была предложена модифицированная теория индуцированной гравитации (MTIG). В работе рассматриваются численное решение уравнений MTIG с квадратичным потенциалом. На фоне полученных решений для метрики центрально-симметричного пространства решаются уравнений геодезических линий для различных значений параметров. Колебательный характер решений приводит к появлению гравитационного потенциала, содержащего спектр минимумов, а не один- как в теории Эйнштейна (решение Шварцшильда - де Ситтера); а также может привести во второй половине периода к антигравитации, что выражается в противоположном ускорении пробного тела. Такие решения приводят к распределению потенциала гравитационного поля, создающего дополнительный массовый эффект на больших расстояниях, что подходит для моделирования влияния тёмной материи в галактиках.
Бесплатно
Симметрии пятимерных пространств в форме алгебр Ли проективных движений
Статья научная
Обсуждаются симметрии пятимерных искривленных пространств 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 [1-5]. Дан обзор работ, относящихся к 5-мерным космололгическим моделям.
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
