Эффекты скалярных полей в обобщенных моделях гравитации и космологии

• Автор: Скворцова, Милена Васильевна
• Шифр специальности: 01.04.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 97 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Условия существования кротовых нор в скалярно-тензорной и Г(Д)-теории гравитации

1.1 Кротовые норы в скалярно-тензорной теории гравитации

1.1.1 Определение кротовой норы

1.1.2 Вакуумные решения обобщенной СТТ

1.1.3 Теория Бранса-Дикке, ш > —3/2, г = +

1.1.4 Обобщенная СТТ, е

1.2 Кротовые норы в _Р(7?)-теории гравитации

1.3 Обсуждение

2 Магнитные черные вселенные и кротовые норы с фантомным скалярным полем

2.1 Основные уравнения
2.2 Пространственно-временные модели с электромагнитным полем
2.2.1 Решения
2.2.2 Симметричные конфигурации
2.2.3 Асимметричные конфигурации
2.3 Обсуждение

3 Вариация фундаментальных физических констант а и С в многомерной нелинейной теории гравитации
3.1 Основные уравнения
3.2 Изотропные космологические модели
3.2.1 Уравнения для малых значений поля ф
3.2.2 Модель 1: Д(Д) = -2Л + К
3.2.3 Модель 1 в картине Йордана
3.2.4 Модель 2: О(й) = Я
3.2.5 Модель 2 в картине Йордана
3.3 Возмущения, зависящие от х, и вариации а
3.3.1 Основные соотношения
3.3.2 Модели 1 и 2 в картине Эйнштейна
3.3.3 Модель 2 в картине Йордана
3.4 Выводы
Заключение

Введение
Актуальность темы исследования
Необходимость изучения эффектов скалярных полей в различных моделях гравитации и космологии связана с целым рядом обстоятельств, как теоретического характера, так и связанных с наблюдениями и экспериментами.
С одной стороны, как известно, одной из центральных задач теоретической физики является построение объединенной теории всех известных фундаментальных физических взаимодействий (электромагнитного, слабого, сильного и гравитационного). Скалярные поля входят как неотъемлемая составная часть в большинство моделей, реализующих попытки такого объединения, прежде всего — в многомерные модели. При редукции многомерной теории к четырем наблюдаемым измерениям пространства-времени компоненты метрического тензора, отвечающие дополнительным измерениям, проявляются как скалярные поля с различными свойствами. Недавнее открытие бозона Хиггса подтверждает реальность существования скалярных полей в природе.
С другой стороны, скалярные поля используются в большинстве моделей, направленных на решение в рамках общей теории относительности (ОТО) известной проблемы тёмной энергии в космологии, связанной с необходимостью объяснить наблюдаемое в современную эпоху ускоренное расширение Вселенной — так называемые квинтэссенция, к-эссенция, фантомные скалярные поля и т.д.. Другой

жет оказаться неудачная параметризация, часто используемая в решениях Бранса-Дикке (и других подобных решениях), такая, что в ней нельзя рассмотреть некоторые соотношения между параметрами. Например, равенство а = £ в решении (1.14), представляет особый интерес (напомним, что ему соответствует кротовонорное решение с константой связи и = 0 в нефантомном интервале, существующее в картине Иордана благодаря конформному продолжению). Однако в параметризации йз [16] разность а — £ попадает в знаменатель, и равенство а = £ выпадает из рассмотрения.
Имеется еще одно странное обстоятельство: некоторые исследователи настойчиво используют при изучении кротовонорных конфигураций координаты кривизн, т.е. применяют шварцшильдовскую координату г, которая во многих (но не во всех) случаях удобна для решения полевых уравнений, однако на горловине не является допустимой, так как имеет там минимум, а рядом с ним возникает неоднозначность. Нерационально и громоздко выглядит переход от допустимой координаты (скажем, и) к описанию с помощью так называемой функции формы Ь(г) [5] для формулирования критерия наличия горловины, в то время как вполне достаточно было бы просто указать минимум функции г (и). Использование радиуса г как координаты ограничивает возможности анализа конфигурации, так как область КН за горловиной может иметь другие параметры по сравнению с исходной областью (например, мы сталкивались с появлением С?еп < 0 за горловиной). Таким образом, с координатой г легко потерять асимметричные по отношению к горловине решения (хотя при некотором ухищрении их всё же можно описать с ее использованием [36]).