Статьи журнала - Пространство, время и фундаментальные взаимодействия

Все статьи: 278

Макроскопическая космология ранней вселенной

Макроскопическая космология ранней вселенной

Игнатьев Ю.Г.

Статья научная

Построена замкнутая система обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих космологиче­скую эволюцию макроскопически однородной изотропной Вселенной, заполненной гравитационным излу­чением в модели Эйнштейна с космологическим членом. Получено асимптотическое решение космологи­ческих уравнений в ВКВ-приближении, описывающее переход с ультрарелятивистской фазы расширения на инфляционную.

Бесплатно

Макроскопические уравнения Эйнштейна и космология ранней вселенной. I. Математическая модель для поперечных флуктуаций

Макроскопические уравнения Эйнштейна и космология ранней вселенной. I. Математическая модель для поперечных флуктуаций

Игнатьев Юрий Геннадьевич

Статья научная

Рассмотрена корректная процедура статистического усреднения локальных возмущений гравитационного поля по независимым степеням свободы возмущений во втором порядке теории возмущений, на основе которой построена замкнутая система обыкновенных дифференциальных уравнений, описывающих космологическую эволюцию макроскопически однородной изотропной Вселенной, заполненной гравитационным излучением, как в модели Эйнштейна с космологическим членом, так и без него.

Бесплатно

Математическая модель решения обратной задачи геометрической оптики в профилометрии протяженных внутренних отражающих поверхностей

Математическая модель решения обратной задачи геометрической оптики в профилометрии протяженных внутренних отражающих поверхностей

Костиков Ю.А., Павлов В.Ю., Романенков А.М., Терновсков В.Б.

Статья научная

В статье описана математическая модель решения обратной задачи оптики в применении к измерению формы внутренних протяженных поверхностей, узлов и деталей механизмов и машин, применяемых в раз- личных сферах экономики. Основанный на данной модели способ измерения формы таких поверхностей позволит существенно улучшить качество изделий, повысить надежность и безаварийность их эксплуата- ции и перейти к их эксплуатации по фактическому состоянию. Внедрение предложенных математических и технических решений даст большой экономический эффект.

Бесплатно

Материя и геометрия. ОТО и далее

Материя и геометрия. ОТО и далее

Журавлев Виктор Михайлович

Статья научная

В работе рассматриваются некоторые аспекты эволюции взглядов на связь геометрии пространства и материи до и после создания ОТО. Рассматриваются некоторые общие проблемы ОТО, связанные с возможностью непротиворечивым образом интерпретировать физические поля и свойства материи, такие как поле тяготения, электромагнитное поле, электрический заряд и масса, с точки зрения геометрии и топологии пространства. Излагаются основные элементы новой теории, объясняющей свойства материи проявлениями геометрии и топологии пространства как трехмерной гиперповерхности, вложенной в евклидово пространство размерности 4. Показано, что такой подход может служить основой для создания объединенной теории тяготения и электромагнетизма, включая квантовую теорию элементарных частиц. Обсуждаются недостающие звенья предлагаемой концепции, которые позволили бы замкнуть теорию полностью.

Бесплатно

Метод Зоммерфельда-Ленца в ото и его обобщение

Метод Зоммерфельда-Ленца в ото и его обобщение

Гладуш Валентин Данилович

Статья научная

В данной работе рассматриваются вопросы обоснования, применимости и приложения метода нахождения точных вакуумных решений уравнений Эйнштейна - метода Зоммерфельда-Ленца (метод падающего ящика). С помощью модификации этого метода построены метрики Рейсснера-Нордстрема-де Ситтера. На основе множества свободных пробных частиц СТО построена неинерциальная СО с дифференциальным вращением, в которой записана метрики Минковского. С помощью предложенного обобщения метода Зоммерфельда-Ленца на аксиальные вращающиеся СО предложен «физико-геометрический» вывод метрики Керра, что даёт более широкую и наглядную трактовку этой метрики.

Бесплатно

Метод построения классификатора звезд из каталога GAIA DR2 на наличие экзопланет

Метод построения классификатора звезд из каталога GAIA DR2 на наличие экзопланет

Бикмурзин Р.В., Федченко Д.П.

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

Методы построения и верификации инфляционных моделей ранней вселенной

Методы построения и верификации инфляционных моделей ранней вселенной

Фомин И.В.

Статья научная

В работе рассматриваются методы построения точных решений уравнений космологической динамики для инфляционных моделей ранней вселенной со скалярными полями на основе гравитации Эйнштейна и ее модификаций. Даны определения основных фоновых параметров моделей космологической инфляции и параметров космологических возмущений. Рассматриваются методы построения инфляционных моделейранней вселенной, которые удовлетворяют современным наблюдательным ограничениям на значения параметров космологических возмущений.

Бесплатно

Механика континуума с точки зрения наблюдателя (вариант релятивистской теории поля, свободный от ряда известных парадоксов)

Механика континуума с точки зрения наблюдателя (вариант релятивистской теории поля, свободный от ряда известных парадоксов)

Белевич М.Ю.

Статья научная

Строится вариант релятивистской механики сплошной среды с мерой. Теория удовлетворяет следующим принципам: причинности, общей ковариантности, соответствия и принципу относительности Эйнштейна. Групповой анализ получаемых уравнений модели среды показывает, что они допускают группу преобразований Пуанкаре и оказываются лоренц-инвариантными. Закон сохранения меры является основой обсуждаемой теории, а наблюдатель - ее необходимой составной частью.Каких-либо ограничений скорости объекта не предполагается; допускаются произвольные значения скорости. Однако, ввиду того, что скорость объекта измеряется с использованием сигнала, распространяющегося с некоторой конечной скоростью, эта скорость сигнала в рамках данной теории фактически ограничивает диапазон измеряемых скоростей объектов. Объекты, движущиеся быстрее скорости сигнала (распространения информации), либо становятся ненаблюдаемыми, либо их измеренная скорость оказывается кажущейся и не превышает скорости сигнала.Рассматриваются различные варианты синхронизации и построения пространств одновременных событий. В отличие от классической модели среды предлагаемая теория базируется на меньшем количестве постулируемых утверждений. Так например, закон сохранения полной энергии имеет место, однако, он не постулируется, как в классической модели среды, а является теоремой и следует из закона сохранения массы. Кроме того, не требует постулирования локальное термодинамическое равновесие. Наконец, в случае, когда скорость сигнала, доставляющего наблюдателю информацию об изучаемом явлении, меньше скорости объекта, второй закон термодинамики не выполняется. Всё это согласуется с поведением решения соответствующих явных конечно-разностных аналогов рассматриваемых уравнений. Подобное явление хорошо известно в вычислительной математике как отсутствие устойчивости численного алгоритма.В рамках описываемой модели рассматриваются два уровня описания среды, что отражает наличие двух основных физических интерпретаций разрабатываемой теории - гидромеханической и электромагнитной. Обсуждаются обе интерпретации и выписываются соответствующие системы уравнений.

Бесплатно

Мир как поток

Мир как поток

Нургалиев И.С.

Статья научная

Приведен краткий популярный обзор отдельных наиболее поучительных аспектов истории создания об- щей теории относительности и возникновения современной космологии. Изложены выводы о несингуляр- ной космологии, к которым приводит предложенная ранее автором новая модель материальной точки, связанная с учетом ненулевой космологической завихренности. Указывается близость такой научной кос- мологии к восточной метафизике, лишенной западной мистики о конечности существования Вселенной, выявляется возможность глобального мировоззрения, вобравшего в себя все лучшее из мировых религий, научно адекватного к современным реалиям развития человечества. Подчеркнута роль Российских науч- ных школ в формировании современного научного мировоззрения. Информационным поводом для данной публикации служит то, что теория относительности и современная космология отмечают свое столетие. Вселенная предстает как многокомпонентный реагирующий поток без сингулярности, потенциальности, и темных составляющих, но с новой моделью материальной точки и естественным ускоренным расшире- нием. Стабилизирующими факторами оказываются явления известные в механике как «центробежный» и Кориолисов ускорения, реализуемые в механике континуума материальных точек второго рода завих- ренностью, когда «центрами» являются все точки, а направлениями вращения являются все направления согласно космологическому принципу.

Бесплатно

Многомерные нелинейные волновые уравнения и комплексные квазилинейные уравнения первого порядка

Многомерные нелинейные волновые уравнения и комплексные квазилинейные уравнения первого порядка

Журавлев В.М.

Статья научная

В работе устанавливается связь между комплексными квазилинейными уравнениями первого порядка и многомерными нелинейными гиперболическими и эллиптическими уравнениями второго порядка, которые описывают явления распространения волн различного типа в нелинейных средах в многомерных пространствах. Строятся точные решения, которые в общем случае являются многозначными. Анализируется их пространственная структура и динамика вдоль комплексных характеристик. Исследуются границы областей однозначности решений.

Бесплатно

Модели динамики пылевидной материи в собственном поле тяготения

Модели динамики пылевидной материи в собственном поле тяготения

Журавлев В.М.

Статья научная

Рассматриваются модели динамики пылевидной среды с нулевым давлением в собственном поле тяго- тения. Решения строятся на основе метода гидродинамических подстановок, который является одним из вариантов метода функциональных подстановок, аналогичных подстановке Коула-Хопфа. Задача реша- ется для различных типов пространственной симметрии распределения параметров среды - плотности, потенциала тяготения и скорости потока. Приводятся конкретные примеры решений. Рассматриваются примеры моделей космологической динамики.

Бесплатно

Модели динамики самогравитирующего политропного газа

Модели динамики самогравитирующего политропного газа

Журавлев В.М.

Статья научная

С помощью метода гидродинамических подстановок строится решение задачи о динамике самогравитирующего газа с баротропным уравнением состояния. Поток газа описывается законом Хаббла. Задача решается в рамках классической теории тяготения. Устанавливается связь с теорией Эмдена-Лейна звездных политроп.

Бесплатно

Моделирование квазигравитационных полей на основе сверхзвуковых закрученных потоков газа и плазмы

Моделирование квазигравитационных полей на основе сверхзвуковых закрученных потоков газа и плазмы

Волов Вячеслав Теодорович

Статья научная

В линейном приближении получено решение уравнений Эйнштейна для цилиндрически симметричного закрученного идеального газа с переменной угловой скоростью и ненулевым давлением для потенциала Ренкина, относящееся к типу I по классификации Петрова. При этом скалярная кривизна данного пространства отрицательна и пропорциональна абсолютной температуре газа. Уравнение состояния имеет более сложный вид, чем известные уравнения состояния теории вакуума. Намечены перспективы проведения экспериментального моделирования квазигравитационных полей.

Бесплатно

Моделирование неравновесных процессов теплопроводности при тепловых воздействиях на поверхность многослойных материалов

Моделирование неравновесных процессов теплопроводности при тепловых воздействиях на поверхность многослойных материалов

Босенко Т.М.

Статья научная

Статья посвящена анализу слабых решений интегро-дифференциальных уравнений теплопроводности на промежутках времени локализации процесса релаксации электрета при экстремальных воздействиях. Показано, что слабое решение уравнений интегро-дифференциального типа определено на промежутках времени релаксации функций теплового потока и внутренней энергии. Существование решений уравнений скоростного типа теплопроводности при моделировании релаксации электрета определяется границами в смысле слабого решения при условии непрерывности функций распределения внутренних источников и функций релаксации, отвечающих за энергетические параметры материала.

Бесплатно

Моделирование потока релятивистских электронов на геостационарной орбите в магнитосфере Земли

Моделирование потока релятивистских электронов на геостационарной орбите в магнитосфере Земли

Смолин С.В.

Статья научная

Предложена новая математическая модель, описывающая аналитически (когда Кр const. или Кр ~ const) и численно (если Kp(t) = const) перпендикулярные дифференциальные и интегральные потоки релятивистских электронов с энергией больше 2 МэВ на геостационарной (геосинхронной) орбите (ГСО) в магнитосфере Земли, а также на любой круговой орбите в зависимости от местного времени (local time) LT на орбите и Кр - индекса геомагнитной активности. Используются наблюдения потоков релятивистских (>2 МэВ) электронов, усредненное по местному часу LT вдоль ГСО с 1995 г. по 2009 г., собранное КА “GOES”. Сделано сравнение модельного перпендикулярного (для питч-угла 90 градусов) интегрального потока релятивистских электронов с энергией больше 2 МэВ на ГСО, когда Кр ~ const, например, в течение одних суток, с усредненными экспериментальными данными КА “GOES” на ГСО. Получено хорошее согласие, особенно с 0000 LT до 1100 LT и с 1800 LT до 2400 LT. Получена аналитическая формула для определения модельного (прогнозируемого) отношения максимального интегрального потока (в полдень) к минимальному интегральному потоку (в полночь) в нелинейной зависимости от Кр индекса геомагнитной активности (0

Бесплатно

Модель аккреционного диска "польский пончик" в пространстве Гуцунаева - Манько

Модель аккреционного диска "польский пончик" в пространстве Гуцунаева - Манько

Кичигин И.В., Тегай С.Ф.

Статья научная

Рассматривается модель нейтрального аккреционного диска “польский пончик” в пространстве, описываемом решением Гуцунаева - Манько. Это аксиально симметричное и асимптотически плоское решение уравнений Эйнштейна - Максвелла может быть интерпретировано как поле источника, обладающего магнитным моментом. Вещество аккреционного диска в модели “польский пончик” описывается тензором энергии-импульса идеальной жидкости, а собственная гравитация диска считается пренебрежимо малой. Исходя из релятивистского уравнения Эйлера, для данной модели возможно построить поверхности постоянного давления, не задавая уравнение состояния вещества диска. Полученная таким образом структура диска зависит от распределения его момента импульса. Мы рассматриваем два вида распределений момента: постоянное, типичное для теории аккреции на черные дыры, и распределение, монотонно растущее от нуля на поверхности звезды до кеплеровского момента на больших расстояниях от нее, характерное для аккреции на нейтронные звезды. При реалистичных значениях параметров влияние магнитного поля оказывается крайне малым, тогда как экстремально большие значения магнитного момента или компактности источника могут приводить в том числе и к качественным изменениям структуры аккреционного диска

Бесплатно

Модель атома водорода бора - решение уравнения Шредингера

Модель атома водорода бора - решение уравнения Шредингера

Ефремов А.П.

Статья научная

Дается краткий вывод условия стабильности кватернионной алгебры при конформном растяжении базовой спинорной поверхности; будучи записанным в физических единицах длины и времени, это условие точно совпадает с уравнением квантовой механики Шредингера. Разделение условия стабильности на действительную и мнимую части приводит к системе «универсальных» уравнений механики, эквивалентных уравнению Шредингера, но в то же время имеющих формат закона сохранения массы и уравнения Гамильтона-Якоби классической механики. Показано, что точным решением «универсальных» уравнений является решение, описывающее модель атома водорода Вора без привлечения постулатов квантования.

Бесплатно

Модель внутреннего источника райспера-повдстрема

Модель внутреннего источника райспера-повдстрема

Баранов А.М.

Статья научная

Исследуется обобщение ранее найденного точного внутреннего решения уравнений Эйнштейна-Максвелла для статического шара, заполненного электрически заряженной идеальной жидкостью. Уравнения тяготения сведены к уравнению типа Штурма-Лиувилля, к которому применен метод Дарбу.

Бесплатно

Модель фотона: электромагнитное поле или концепция дальнодействия

Модель фотона: электромагнитное поле или концепция дальнодействия

Белинский А.В., Лапшии В.Б.

Статья научная

Объективное существование фотона должно быть связано с его индивидуальным существованием. В этой связи рассматриваются особенности поведения фотонов, как индивидуальных квантовых частиц в раз- личных экспериментальных ситуациях. При наблюдении трехлучевой интерференции оказывается, что до момента фотодетектирования в световом поле (если оно существует) одновременно должны присутствовать и однофотонное, и двухфотонное состояния, хотя энергии на их существование вдвое меньше требуемой. Возникающая парадоксальная ситуация вряд ли может быть описана какой-то наглядной ло- кальной моделью. Приходится использовать некую эмпирическую нелокальную модель фотона, позволя- ющую предсказать его нетривиальное поведение. С ее помощью рассмотрены варианты интерференции одиночного фотона во времени и возможности формирования им стоячей волны с мертвыми зонами на пути его распространения, т.е. фактически с прерывистой траекторией (опять же, если она существует). Интересна также ситуация самоинтерференции еще не рожденного одиночного фотона в резонаторе. Все это ставит трудные вопросы на пути поиска адекватной интерпретации квантовой теории и все более склоняет к принятию концепции дальнодействия.

Бесплатно

Журнал