Гравитация, космология и фундаментальные поля. Рубрика в журнале - Пространство, время и фундаментальные взаимодействия
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
Методы построения и верификации инфляционных моделей ранней вселенной
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
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
Модели динамики пылевидной материи в собственном поле тяготения
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
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
Модель аккреционного диска "польский пончик" в пространстве Гуцунаева - Манько
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
Модификация кватернионного метода описания поворотов с помощью ортогональных проекций
Статья научная
Кватернионы являются достаточно новым инструментом физических исследований, которые позволяют решить ряд новых задач (например, в описании спиноров в квантовой механике). В работе рассматривается важная для физики задача - задача описания поворотов векторов в трехмерном пространстве вокруг заданной оси. Известный метод описания поворотов с помощью кватернионов модифицируется путем разложения поворачиваемого вектора на его проекцию на ось вращения и ортогональную составляющую. Такой подход значительно упрощает вычисления, позволяет избежать двойного умножения на кватернион, вычисления обратного кватерниона и не требует использования половинного угла вращения. Преимущества метода демонстрируется с помощью параллельного решения одной и той же задачи двумя методами.
Бесплатно
О геодезических в пространстве параметров группы вращений
Статья научная
Доказано, что в пространстве параметров группы вращений реализуется принцип геодезических для сво- бодного вращения твердого тела. А именно, показано, что свободное вращение твердого тела соответствует в римановом пространстве параметров группы вращений кривой, являющейся геодезической относительно метрики Киллинга-Картана группы вращений.
Бесплатно
О геометризации фазового пространства
Статья научная
Получено уравнение Клейна-Гордона-Фока в искривленном 4-импульсном пространстве. В рамках геометризации выведен аналог уравнений Эйнштейна в псевдоримановом 4-импульсном пространстве, которые являются «дуальными» к уравнениям Эйнштейна для искривленного пространства-времени. Получены также уравнения Эйнштейна для комплексного фазового пространства, включающего псевдоримановые пространство-время и эффективное 4-импульсное пространство. Приведены метрика Шварцшильда в 4 - импульсном пространстве и эрмитова метрика Бергмана для шара в 8-мерном фазовом пространстве.
Бесплатно
