Archive

Archive for the ‘3. Гравитация и относительность’ Category

Май
06

Теория консервативной диффузии в классических и квантовых системах

Захид Закир [1]

Аннотация

    В предыдущей статье [1] изучалась консервативная диффузия лёгкой частицы в разрежённой среде из тяжёлых частиц по аналогии с броуновским движением. В данной статье теория формулируется в более последовательной «гидродинамической» форме исходя лишь из условия консервативности, что средняя энергия лёгкой частицы сохраняется. Как модельный пример взята диффузия очень холодного лёгкого газа в тёплом тяжёлом газе за время до релаксации, когда лёгкий газ остаётся холодным. В отличие от газа Лоренца, где тепловые энергии лёгких и тяжёлых атомов равны, здесь равны их тепловые скорости и это ведёт к эффектам консервативности, аналогичным квантовым эффектам. Такая консервативная диффузия описывается двумя уравнениями – уравнением непрерывности и условием сохранения энергии, нелинейными по плотности вероятности. При введении комплексной амплитуды вероятностей уравнения линеаризуются и переходят в уравнение Шредингера. В результате надо складывать не вероятности альтернатив, а их амплитуды вероятностей. Длина свободного пробега и соответствующий импульс определяют элементарный фазовый объём и коэффициент диффузии. Обсуждены предсказываемые теорией квазиквантовые эффекты. Показано, что формализм квантовой механики описывает классическую консервативную диффузию с постоянным коэффициентом диффузии, и что сама квантовая механика есть частный случай такой диффузии в вакууме, когда элементарный фазовый объём при свободном пробеге равен постоянной Планка.

PACS: 02.50.Ey, 03.65.Ta , 05.40.Jc

Ключевые слова: квантовая механика, диффузия, броуновское движение, кинетическая теория газов 

Том 9, N 1,  с. 19– 33, в1,    6 мая 2014

Электрон.:   ТФАК: 4874-036 в1,    6 мая 2014;    DOI: 10.9751/TFAK.4874-036

Загрузить статью pdf 437 кб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан

      zahidzakir@theor-phys.org

Ноя
13

К теории компактных релятивистских объектов.

 3. Фрозарная и фрозонная кристаллизации

Захид Закир [1]

Аннотация

  Изучается свободное радиальное падение к общему центру инерции двух и более одинаковых гравитационно-застывших объектов – фрозаров (звёздных масс или сверхмассивных) и фрозонов (частиц планковской энергии, квантовые флуктуации которых застыли в собственном гравитационном поле). Два фрозара не смогут слиться и застывают без соприкосновения ближайших точек их поверхностей, а расстояние между центром инерции системы и центрами фрозаров всегда будет больше гравитационного радиуса системы. Гравитационный радиус системы из трёх и более фрозаров равной массы всегда в несколько раз больше гравитационного радиуса каждого из них. Поэтому свободно падающие фрозары застывают, образовав фрозарный сверхкристалл, где расстояния между поверхностями фрозаров в среднем намного больше радиуса отдельного фрозара. Фрозоны также не смогут сливаться и лишь образуют застывшие комплексы, в основном из пар частица-античастица, от фрозонных атомов вплоть до микрокристаллов. Фрозарная и фрозонная кристаллизации оказываются двумя фундаментальными общерелятивистскими явлениями, определяющими структуру наиболее компактных из относительно массивных объектов в физике частиц, астрофизике и космологии. В астрофизике сверхмассивные сколлапсировавшие объекты в центрах звёздных скоплений, галактик и квазаров вероятнее всего есть сверхкристаллы из фрозаров и обычной материи. В ходе космологического расширения реликтовые фрозонные и фрозарные кристаллы были центрами неоднородностей, а также проявляются как тёмная материя. Если будет обратное сжатие, то вселенная в целом также застынет в состоянии глобального фрозарного кристалла и сжатие остановится, так что не будет космологической сингулярности, а энтропия вселенной сохранится. В физике частиц не будет вершин взаимодействия с фрозонами, а компактные объекты с энергией больше планковской есть «атомы», «молекулы» и микрокристаллы из фрозонов.

PACS 04.20.Dg;  04.70.-s;  97.60.-s,  98.54.-h

Ключевые слова: релятивистские звёзды, коллапс, чёрные дыры, фрозары, космология, элементарные частицы

Том 8, N 3,  с. 65 – 70, в1,    13 ноября 2013

Электрон.:   ТФАК: 4700-032 в1,    13 ноября 2013;    DOI: 10.9751/TFAK.4700-032

Загрузить статью pdf 268 кб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан

      zahidzakir@theor-phys.org

Май
15

Модель закрытой вселенной с релятивистскими эффектами 4-измерения

Захид Закир [1]

Аннотация

   В общей теории относительности (ОТО) закрытая вселенная как 3-сфера существует только при погружении в реальное 4-пространство, а гиперповерхность одновременности вселенной сферически-симметрична только в системе покоя центра 3-сферы. Поэтому эволюция вселенной описана в мировом времени t этой системы отсчёта, где уравнения Эйнштейна с плотностью материи (и без темной энергии) имеют простые точные решения. Радиальная скорость 3-сферы ведёт к релятивистскому замедлению собственных времён, что ведёт к новому закон расширения и релятивистскому красному смещению. Используя лишь нынешние начальные данные — современный радиус a и скорость расширения, — остальные свойства и динамика эволюции вселенной предсказываются и находятся в согласии с данными. В результате, из стандартной ОТО и наблюдений следуют, что вселенная закрытая, замедляется и что 4-измерение, возможно, реально существует. Эволюция вселенной описана для всех эпох, включая и раннюю вселенную с учётом давления. Нуклеосинтез и рекомбинация происходят при существенно низких концентрациях, но за намного более длительное время. Показано, что модель лишена тех космологических проблем, которые были в прежних подходах.

PACS04.20.Cv, 98.80.-k, 98.80.Jk 95.30.Sf, 97.60.Lf, 98.35.Jk, 98.54.-h, 98.80.-k, 04.60.-m

Ключевые слова: космологические модели, красное смещение, сверхновые, Большой Взрыв, нуклеосинтез, рекомбинация, микроволновый фон, космологические проблемы

Том 8, N 2,  с. 39 – 64, в1,    15 мая 2013

Электрон.:   ТФАК: 4518-031 в1,    15 мая 2013;    DOI:  10.9751/TFAK.4518-031

Загрузить статью pdf 855 кб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан

      zahidzakir@theor-phys.org

Май
15

Модель закрытой вселенной с релятивистским красным смещением

Захид Закир [1]

Аннотация

  Исходя из релятивистской динамики однородного расширяющегося шара сформулировано релятивистское уравнение эволюции для закрытой модели вселенной, корректно учитывающее релятивистское замедление собственных времён из-за разных скоростей расширения в разные эпохи. Гиперповерхность одновременности вселенной сферически-симметрична только в системе покоя центра 3-сферы и поэтому эволюция описана в мировом времени t этой системы отсчёта. Это релятивистское уравнение эволюции совпало с уравнением Эйнштейна для 3-сферы (без тёмной энергии), расширяющейся в 4-пространстве и имеет простое точное решение. При этом имеет место релятивистское красное смещение, которое ведёт к новой связи красного смещения с масштабным фактором, что затем даёт новое соотношение «светимость — красное смещение», согласующееся с данными по сверхновым типа 1а при приемлемых значениях параметров. Используя лишь начальные данные — радиус и скорость расширения — остальные свойства и эволюция вселенной предсказываются. В модели наблюдаемая плотность барионов составляет около одной трети полной энергии материи, а оставшиеся две трети есть плотность тёмной материи. Показано, что учёт в модели эффектов консервации лишь немного меняет значения параметров.

PACS04.20.Cv, 98.80.-k, 98.80.Jk 95.30.Sf, 97.60.Lf, 98.35.Jk, 98.54.-h, 98.80.-k, 04.60.-m   Ключевые слова: космологические модели, красное смещение, сверхновые 1а

Том 8, N 2,  с. 25 – 38, в1,    15 мая 2013

Электрон.:   ТФАК: 4518-030 в1,    15 мая 2013;    DOI:  10.9751/TFAK.4518-030

Загрузить статью pdf 705 кб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан

      zahidzakir@theor-phys.org

Апр
15

Эффекты консервации частоты и интенсивности излучения прошедшего скопления галактик.

2. Изотропия и анизотропия реликтового фона

Захид Закир [1]

Аннотация

    В предыдущих двух статьях был исследован новый класс эффектов общей теории относительности (ОТО) — консервация частоты и интенсивности излучения при прохождении гравитационно-связанных областей (ГСО), таких как скопления галактик, из-за выключения из потока космологического расширения. В данной статье теория эффектов консервации применена к реликтовому потоку. Для части реликтового потока пересекающего скопления эти эффекты ведут к консервации температуры и «потеплению» по отношению к нормально расширявшемуся потоку вне скопления. В результате, вместо прежней парадигмы о практически стерильном распространении реликтового потока со времени рекомбинации, в действительности из ОТО и космологического принципа следует обратная картина. Смешивание потоков реликтовых фотонов, многократно изолированных в ГСО от потока расширения, существенно меняет физические характеристики всего реликтового потока, в частности, ведёт к его изотропности и потере следов возмущений в ранние периоды. Наблюдаемая анизотропия же следует из эффектов консервации при прохождении излучения в кратных слоях скоплений нашего близкого окружения.

PACS: 98.80.Es, 97.60.Bw, 98.65.Cw, 98.62.Py, 98.62.Ck, 98.62.Qz, 98.80.Jk, 98.70.Vc

космология, скопления галактик, гравитация, реликтовый фон, анизотропия

Том 8, N 1,  с. 17 – 24, в1,  15 апреля 2013

Электрон.:   ТФАК: 4488-029 в1,   15 апреля 2013; DOI: 10.9751/TFAK.4488-029

Загрузить статью pdf 311 кб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан

      zahidzakir@theor-phys.org

Апр
15

Эффекты консервации частоты и интенсивности излучения прошедшего скопления галактик.

1. Локальные источники

Захид Закир [1]

Аннотация

   В предыдущей статье был предложен и предварительно изучен новый класс общерелятивистских эффектов, следующих из выключения излучения из потока космологического расширения при прохождении наиболее крупных гравитационно-связанных областей, таких как скопления галактик. В данной статье формулируется более строгая теория эффектов консервации и изучаются её наблюдательные следствия, в частности, в данной первой части статьи приводятся поправки к наблюдательным данным для сверхновых типа 1а. Консервация частоты и интенсивности излучения при многократном пересечении скоплений ведёт к существенному уменьшению наблюдаемых красных смещений z и большей видимой светимости источников. С масштабным фактором прямо связаны нормальные красные смещения z’ фотонов, не прошедших скопления и дающие истинные расстояния, которые больше, чем следуют из z. Эффекты усиливаются для удалённых объектов из-за меньших расстояний между скоплениями в ранние периоды. Наличие эффектов консервации излучения ведёт не только к новым и более точным методам анализа данных во внегалактической астрофизике и космологии, но и к пересмотру масштабов расстояний и свойств объектов всех классов.

PACS: 98.80.Es, 97.60.Bw, 98.65.Cw, 98.62.Py, 98.62.Ck, 98.62.Qz, 98.80.Jk, 98.70.Vc

Ключевые слова: космология, скопления галактик, гравитация, сверхновые, красное смещение

Том 8, N 1,  с. 8 – 16, в1,  15 апреля 2013

Электрон.:   ТФАК: 4488-028 в1,   15 апреля 2013; DOI: 10.9751/TFAK.4488-028

Загрузить статью pdf 304 кб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан

      zahidzakir@theor-phys.org

Апр
15

Задержка красных смещений фотонов при прохождении гравитационно-связанных областей ревизует данные сверхновых

Захид Закир [1]

Аннотация

    В гравитационно-связанных областях (ГСО), наибольшими из которых являются скопления галактик, метрика в среднем статична и здесь объекты, включая излучение, не участвуют в космологическом расширении. В статье сообщается об открытии новых наблюдаемых эффектов для излучения, прошедшего такие области – задержке красных смещений z и увеличении светимости. Задержка роста длины волны проявляется как фиолетовое смещение по сравнению с нормально расширявшимся потоком, а задержка роста расстояний между фотонами в потоке ведёт к более высокой наблюдаемой светимости. Из-за меньших расстояний между скоплениями в более ранние эпохи поправки к наблюдаемым z и светимостям растут с расстоянием. Показано, что эффекты выключения излучения из потока расширения значительны и на два-три порядка превышают обычное гравитационное смещение частот в поле скоплений. Это существенно меняет оценки характеристик внегалактических объектов, а сравнение с наблюдениями космологических моделей становится корректным только после учёта этой задержки. Эффекты задержки существенно меняют также температуру и анизотропию реликтового фона и ведут к новым эффектам фиолетового смещения, которые могут, в частности, проявляться в наблюдениях как «тёмный поток».

PACS: 98.80.Es, 97.60.Bw, 98.65.Cw, 98.62.Py, 98.62.Ck, 98.62.Qz, 98.80.Jk, 98.70.Vc

Ключевые слова: космология, сверхновые, скопления галактик, красное смещение, реликтовый фон

Том 8, N 1,  с. 1 – 7, в1,  15 апреля 2013

Электрон.:   ТФАК: 4488-027 в2,   15 апреля 2013; DOI: 10.9751/TFAK.4488-027

Загрузить статью pdf 264 кб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан

      zahidzakir@theor-phys.org

Июл
01

Диалоги о судьбах звёзд:

от чёрных дыр к фрозарам.

     Захид Закир [1]

Аннотация

     Сагредо и Сальвиати – двое друзей Галилея — почти 400 лет назад в Европе беседовали о движении планет, после чего гелиоцентрическую систему поняли и приняли почти все. Их потомки, которые также дружили, почти 40 лет назад в Америке дискутировали о гравитационном коллапсе звёзд, после чего чёрные дыры поняли и приняли, но не все. Среди не принявших оказался один из друзей и поэтому недавно их диалог продолжился в Азии, но уже о выборе между чёрными дырами и фрозарами. С того времени фрозаров стали понимать и принимать почти все, кто знакомился с записью их диалога и потому она доводится и до более  широкой публики.

PACS: 04.20.Dg;  04.70.-s;  97.60.-s,  98.54.-h

Ключевые слова: релятивистские звёзды, квазары, активные ядра галактик, коллапс, фрозары, чёрные дыры

Том 7, N 2,  с. 23 – 43, в1,   1 июля 2012

Электрон.:   ТФАК: 4200-026 в2,   28 сентября 2012; DOI: 10.9751/TFAK.4200-026

Загрузить статью pdf 511 кб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан

      zahidzakir@theor-phys.org

[subscribe2]

Мар
23

К теории компактных релятивистских объектов.

1. Коллапс без горизонта и образование фрозаров.

     Захид Закир [1]

Аннотация

    В общей теории относительности (ОТО) поверхность сферического объекта как протяжённого тела определяется на гиперповерхностях одновременности t=const и любой момент собственного времени на поверхности объекта строго связан с определённым моментом мирового времени t (астрономической эпохой). При любом конечном t этот момент собственного времени всегда меньше того момента, который соответствовал бы пересечению поверхностью гравитационного радиуса в ньютоновской теории. Показано, что в ОТО при приближения поверхности к гравитационному радиусу происходит быстрое (в терминах t) застывание собственных времён сначала в центре, где замедление времени максимально, затем в более высоких слоях и что поверхность застывает позже всех слоёв вне гравитационного радиуса. Застывание всех процессов во всём объёме означает практическую остановку и самого коллапса. Таким образом, в ОТО есть универсальный фактор, предотвращающий коллапс – сильное гравитационное замедление собственных времён, то фундаментальное физическое явление, которым ОТО в основном и отличается от ньютоновской теории. Поэтому в ОТО черные дыры запрещены, а горизонты и сингулярности, как артефакты ньютоновской теории, не возникают. Коллапс в ОТО ведёт (при мягких уравнениях состояния) к образованию фрозаров (frozar от frozen star – застывшая звезда), у которых застыли как поверхность, так и все слои во всём объёме. Мировые линии частиц во всём объёме фрозара времениподобны и почти параллельны оси t и между собой. Образование фрозаров показано для стандартных моделей коллапса — тонкой пылевой сферы и пылевого шара, звезды с однородной плотностью и звезды с ультрарелятивистским веществом. Кратко обсуждены астрофизические следствия теории коллапсировавших звёзд как фрозаров ОТО.

PACS: 04.20.Dg;  04.70.-s;  97.60.-s,  98.54.-h

Ключевые слова: релятивистские звёзды, квазары, активные ядра галактик, коллапс, фрозары, чёрные дыры

Том 7, N 1,  с. 1 – 14, в1,  23 марта 2012

Электрон.:   ТФАК: 4100-024 в2,   28 сентября 2012; DOI: 10.9751/TFAK.4100-024

Загрузить статью pdf 814 кб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан

      zahidzakir@theor-phys.org

[subscribe2]

Мар
23

К теории компактных релятивистских объектов.

 2. Коллапс с переходом в глоузар и релятивистский взрыв

     Захид Закир [1]

Аннотация

    При гравитационном коллапсе локальные температуры во внутренних слоях растут быстрее температуры поверхности звезды, а последняя растёт по мировому времени экспоненциально быстро. По этой причине более вероятностно не образование фрозара, а оптимистический сценарий коллапса, когда вещество звезды быстро переходит в радиационно-доминированное состояние со стабилизацией или переходом в расширение (антиколлапс). В результате квази-стабилизации звезда достаточно долго по мировому времени пребывает в горячей (по локальной температуре) фазе. Полузастывшие релятивистские объекты в этой фазе испускают сильно покрасневшее (квазиреликтовое) излучение и предлагается называть этот новый класс объектов глоузарами (glowsar от glow star – накалённая или покрасневшая звезда). Основная часть вещества глоузара сосредоточится вблизи поверхности в радиационно-доминированной фазе. При размораживании глоузара расширение на конечной стадии происходит экспоненциально-быстро (релятивистский взрыв) и объект наблюдается как релятивистская сверхновая или гиперновая. Наблюдаемыми примерами релятивистского взрыва, или антиколлапса, видимо являются сам Большой Взрыв и некоторые взрывы в астрофизике с большим энерговыделением, не объясняемым известными процессами. Идеализированные модели и численное моделирование свидетельствуют о том, что при сжатии достаточно массивных объектов рост давления и температуры во внутренних слоях уравновесит гравитацию и взрывное расширение возможно. Обсуждаются наблюдательные следствия предсказаний ОТО о свойствах компактных объектов в состояниях глоузара и релятивистского взрыва.

PACS: 04.20.Dg;  04.70.-s;  97.60.-s,  98.54.-h

Ключевые слова: релятивистские звёзды, квазары, активные ядра галактик, коллапс, чёрные дыры

Том 7, N 1,  с. 15 – 22, в1,    23 марта 2012

Электрон.:   ТФАК: 4100-025 в2,   28 сентября 2012; DOI: 10.9751/TFAK.4100-025

Загрузить статью pdf 476 кб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан

      zahidzakir@theor-phys.org

[subscribe2]