Гравитация, космология и фундаментальные поля. Рубрика в журнале - Пространство, время и фундаментальные взаимодействия

Публикации в рубрике (43): Гравитация, космология и фундаментальные поля
все рубрики
Cамодействие скалярного заряда в заряженной экстремальной анти-дилатонной кротовой норе

Cамодействие скалярного заряда в заряженной экстремальной анти-дилатонной кротовой норе

Аслан О., Попов А.А.

Статья научная

Вычислена сила самодействия скалярного заряда в пространство-времени экстремальной заряженной анти-дилатонной кротовой норы. Предполагается, что скалярный заряд является источником безмассо- вого скалярного поля, минимально связанного с кривизной пространства-времени.

Бесплатно

Dynamo-optically active media: new aspects of the Minkowski-Abraham controversy

Dynamo-optically active media: new aspects of the Minkowski-Abraham controversy

Alpin T.Y., Balakin A.B.

Статья научная

Based on the covariant variation formalism, two versions of the symmetric effective stress-energy tensor of the electromagnetic field in a dynamo-optically active relativistic media are reconstructed in the framework of the tetrad and aether paradigms, respectively. We show that the energy density scalars and pressure tensors coincide for both versions of the stress-energy tensors, however, the corresponding energy flux four-vectors happen to be different in general case. This mathematical fact adds new arguments into the 100-year-long discussion, which is called Minkowski-Abraham controversy and is connected with the correct definition of the electromagnetic energy flux in a continuous media. We consider three examples: first, the axionically active vacuum; second, the spatially isotropic moving dielectric medium; third, the dynamo-optically active medium. We discuss possible applications of the elaborated formalism.

Бесплатно

Exact solutions in Friedmann cosmology with scalar fields

Exact solutions in Friedmann cosmology with scalar fields

Fomin I.V.

Статья научная

The method of exact analysis of cosmological dynamics at the early inflation stage of the evolution of the Friedman Universe, which is determined by the dynamics of the scalar field for the case of minimal and nonminimalinteraction of the field and curvature is considered in this work. The basis of the method is to reduce theequations of dynamics to the same form for all models. The proposed approach allows us to compare modelsbased on the different theories of gravity.

Бесплатно

SU(N) - symmetric dynamic aether: general formalism and a hypothesis on spontaneous color polarization

SU(N) - symmetric dynamic aether: general formalism and a hypothesis on spontaneous color polarization

Balakin A.B., Andreianov A.V.

Статья научная

The SU(N)-symmetric generalization of the model of the electromagnetically active dynamic aether is formulated. This generalization is based on the introduction of a Yang-Mills gauge field instead of the Maxwell field, and of a SU(N)-multiplet of vector fields instead of the standard single vector field. In the framework of the second order version of the effective field theory this generalization includes three constitutive tensors, which are the SU(N) extensions of the tensors appeared in the Einstein-Maxwell-aether theory; we reconstructed the full-format set of these constitutive tensors. The total self-consistent system of master equations for the gauge, vector and gravitational fields is obtained by the variation procedure. The general model of the SU(N)-symmetric dynamic aether is reduced to the extended Einstein-Yang-Mills-aether model by the ansatz about spontaneous color polarization of the vector fields. In fact, this ansatz requires the vector fields, which form the SU(N) multiplet, to become parallel in the group (color) space due to a phase transition, and a new selected direction in the group space to appear, thus converting it into the anisotropic color space.

Бесплатно

Анализ расстояний и времени движения частиц в окрестности вращающихся черных дыр

Анализ расстояний и времени движения частиц в окрестности вращающихся черных дыр

Брагарчук Н.И.

Статья научная

В данной работе проанализированы расстояния от горизонта событий конкретных черных дыр (от звездной до сверхмассивной) до некоторой точки в аккреционом диске, на которых можно смело использовать евклидову геометрию.В результате оказывается, что в общем случае на расстояниях порядка гравитационного радиуса от горизонта событий отличия применяемой метрики от евклидовой несущественны. И что интересно, в окрестности вращающихся черных дыр искривление пространства-времени меньше, чем в окрестности статических.Также рассмотрено время движения частицы от точки вблизи горизонта событий черной дыры, где имеется резонанс BSW, до точки в аккреционном диске. И, как оказалось, это время принимает разумные значения. Например, для сверхмассивной черной дыры, масса которой около восьми масс Солнца, это время составляет примерно 125 часов, а для звездной, масса которой равна трем массам Солнца, - доли секунд (0. 013 с).

Бесплатно

Гало Бозе-конденсата темной материи с невырожденной компонентой

Гало Бозе-конденсата темной материи с невырожденной компонентой

Абдуллин И.Г., Попов В.А.

Статья научная

Галактическое гало темной материи рассматривается как слабо неидеальный разреженный Бозе-газ. Внутреннюю область гало занимает ядро, в котором одна часть бозонов образует конденсат Бозе-Эйнштейна, а другая остается в невырожденном состоянии. Невырожденная компонента описывается как газ элементарных возбуждений в приближении Хартри-Фока-Боголюбова, которое позволяет учесть весь энергетический спектр квазичастиц. Вокруг ядра находится облако неконденсированных бозонов. Численные решения уравнений, описывающие распределение плотности темной материи, показывают, что радиус гало может значительно меняться в зависимости от доли частиц в конденсате, в то время как размер самого конденсата остается практически постоянным. Когда размер конденсата сравним с размером гало, невырожденная компонента, из-за ограничения на отношение сечения рассеяния к массе частиц темной материи, не дает заметного вклада в профиль плотности и кривые вращения по сравнению с моделями, где гало целиком состоит из конденсата. Показано, что бозоны с массой ~ 100 эВ не нарушаютэтого ограничения, если образуют относительно небольшие «капли» конденсата (их радиус порядка 100 астрономических единиц) внутри гало, состоящего из неконденсированных частиц.

Бесплатно

Динамика пыли вблизи тяготеющего центра. Интегралы движения

Динамика пыли вблизи тяготеющего центра. Интегралы движения

Журавлев В.М.

Статья научная

Рассматривается классическая модель динамики пыли вблизи тяготеющего центра во вращающейся системе отсче- та. Задача решается методом характеристик. Вычисляются интегралы движения на характеристиках в явном виде и устанавливается их роль для различных типов постановок задачи. Приводятся конкретные примеры построения ре- шений для некоторых простых задач, в частности, для кольцевых структур в пылевых дисках и формальная модель формирования джетов.

Бесплатно

Дискретная модель пространства-времени и бинарная предгеометрия владимирова

Дискретная модель пространства-времени и бинарная предгеометрия владимирова

Круглый А.Л.

Статья научная

Рассматривается дискретная модель пространства-времени, которая представляет собой ориентированный ациклический граф. Рассматривается частный случай конечного, связного, ориентированного ациклического графа, названный x-графом, в котором полустепени захода и исхода не превышают двух. Вершины идентифицируются с элементарными событиями, а ориентированные ребра - с элементарными причинно-следственными связями. И вершины, и ребра считаются неделимыми первоэлементами, не имеющими внутренних свойств. Все свойства заключены в топологии x-графа. Так элементарная частица (точнее ее мировая линия) предполагается последовательностью квазиповторяющихся структур x-графа. Имеется две основные задачи. Первая заключается в построении динамики модели и в настоящей работе не рассматривается. Вторая задача заключается в идентификации структур x-графа с физическими объектами, а топологических характеристик - с физическими величинами, для чего необходимо установить соответствие с квантовым описанием...

Бесплатно

Еще раз о Фридмана-подобной модели открытой вселенной с давлением

Еще раз о Фридмана-подобной модели открытой вселенной с давлением

Баранов А.М.

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

Инфлатон и поле Хиггса в конформной теории супергравитации

Инфлатон и поле Хиггса в конформной теории супергравитации

Брандышев П.Е., Фролов Б.Н.

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

К выводу уравнений гравитационного поля вf (R) гравитации с кинетическим скаляром кривизны

К выводу уравнений гравитационного поля вf (R) гравитации с кинетическим скаляром кривизны

Червон С.В., Николаев А.В., Майорова Т.И.

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

Качественный и численный анализ космологических моделей основанных на асимметричном скалярном дублете: классическое + фантомное скалярное поле. Случай минимально взаимодействующих скалярных полей: качественный анализ

Качественный и численный анализ космологических моделей основанных на асимметричном скалярном дублете: классическое + фантомное скалярное поле. Случай минимально взаимодействующих скалярных полей: качественный анализ

Игнатьев Ю.Г.

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

Качественный и численный анализ космологической модели, основанной на фантомном скалярном поле с самодействием. II. Сравнительный анализ моделей с классическим и фантомным полями

Качественный и численный анализ космологической модели, основанной на фантомном скалярном поле с самодействием. II. Сравнительный анализ моделей с классическим и фантомным полями

Игнатьев Ю.Г., Агафонов А.А.

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

Конструирование точных решений в космологии, основанной на гравитации Хорндески

Конструирование точных решений в космологии, основанной на гравитации Хорндески

Фомин И.В.

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

Космологическая инфляция в конформной теории супергравитации

Космологическая инфляция в конформной теории супергравитации

Брандышев П.Е., Фролов Б.Н.

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

Космологическая инфляция в тензорно-мульти-скалярной теории гравитации

Червон С.В., Кубасов А.С., Большакова К.А.

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

Космология от Адама и Евы до Алексея Старобинского. Часть 1

Березин В.А.

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

Космология от Адама и Евы до Алексея Старобинского. Часть 2

Березин В.А.

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

Красное смещение спектра электромагнитного излучения источника, входящего в двойную систему, движущуюся в гравитационном поле вращающейся черной дыры

Красное смещение спектра электромагнитного излучения источника, входящего в двойную систему, движущуюся в гравитационном поле вращающейся черной дыры

Комаров С.О., Горбацевич А.К.

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

Кротовые норы в теории гравитации с неминимальной кинетической связью и космологической постоянной

Королев Р.В., Сушков С.В.

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

Журнал