Archive

Archive for the ‘Тома журнала’ Category

Мар
31

Гравитационно-застывшие объекты и релятивистский взрыв в ОТО: фрозары, фрозоны и сверхвспышки

Захид Закир [1]

Аннотация

  В общей теории относительности (ОТО) мировая линия частицы единственна и инвариантна, а собственное время и мировое время t есть лишь две параметризации одних и тех же событий на ней, что ведѐт к уравнению связи между моментами собственного времени и t. Поэтому при сжатии пылевого шара собственные времена при конечных t асимптотически застывают не доходя до момента, когда поверхность могла бы пересечь гравитационный радиус. Процессы во всѐм объѐме звезды застывают сначала в центре, а затем и в других слоях, а последней застывает поверхность вне гравитационного радиуса. Поэтому в ОТО при сжатии формируются не чѐрные дыры, а фрозары (frozar от «frozen star») с гравитационно-застывшим состоянием вещества во всѐм объѐме, где мировые линии частиц везде времениподобны и параллельны оси t и друг к другу. Образование фрозаров в ОТО демонстрируется для тонкой пылевой сферы и пылевого шара, звезды с однородной плотностью и звезды с ультрарелятивистским веществом. В реальных звѐздах локальные температуры в слоях растут быстрее температуры на поверхности, а последняя растѐт по t экспоненциально быстро. Чем больше масса звезды, тем больше вероятность того, что застывание произойдѐт быстрее разогрева и образуется фрозар. Но чем меньше масса звезды, тем больше вероятность того, что застывание будет недостаточно быстрым, а разогрев остановит сжатие и приведѐт к взрыву. В ходе сжатия значительная часть вещества окажется вблизи поверхности, где согласно ОТО физический объѐм сильно вырастает, а энергия сжатия трансформируется в тепло с переходом вещества в радиационно-доминированную фазу. Если звезда не успела застыть, то часть ультрарелятивистского вещества и радиации начинает быстро покидать звезду, что проявляется как релятивистский взрыв, а сам объект наблюдается как релятивистская сверхновая или гиперновая. Наблюдаемые отсутствие фрозаров с массами 2-4 масс Солнца и плоский характер спектра масс подтверждают эти предсказания теории фрозаров. Примерами релятивистского взрыва, видимо являются сам Большой Взрыв и некоторые взрывы в астрофизике с большим энерговыделением. В теории фрозаров проявилось новое явление ОТО — гравитационная кристаллизация, определяющее структуру наиболее компактных и массивных объектов в физике частиц, астрофизике и космологии. Гравитационный радиус системы из нескольких фрозаров больше радиуса каждого из них и поэтому при сближении они не смогут слиться и застывают на расстояниях больших их радиусов, образуя новое состояние вещества — гравитационный кристалл. Фрозоны — частицы планковской энергии, квантовые флуктуации которых застыли в собственном гравитационном поле — также не смогут сливаться, т.е. не будет вершин взаимодействий с фрозонами, и образуют лишь гравитационные микрокристаллы. В астрофизике сверхмассивные гравитационно-застывшие объекты в центрах звѐздных скоплений, галактик и квазаров вероятно есть кристаллы из фрозаров и обычной материи. Реликтовые фрозонные и фрозарные кристаллы могли быть центрами неоднородностей, а также могли проявляться как тѐмная материя. Если будет обратное сжатие, то вселенная в целом также может застыть в состоянии глобального гравитационного сверхкристалла, что и остановило бы сжатие..

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

Ключевые слова: релятивистские звёзды, кварковые звёзды, гравитационный коллапс, чёрные дыры

Том 10, N1,  с. 43– 71, в1,    28 марта 2015

Электрон.:   ТФАК: 5200-041 в1, 28 марта 2015          DOI: 10.9751/TFAK.5200-041

Загрузить статью pdf  1.0 Мб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан       zahidzakir@theor-phys.org

Мар
29

Конечная квантовая теория поля с вращательным квантованием и гравитационной регуляризацией

Захид Закир [1]

Аннотация

  При квантовании гармонического ротатора, вращательной моды плоского осциллятора, спектр энергий линеен по частоте и эквидистантен, но в основном состоянии нулевой энергии может не быть. Это согласуется с обобщением соотношений неопределённостей на неэрмитовые канонические пары. Квантование волн при коллективных вращениях цепочки гармонических ротаторов позволяет моделировать поля с зарядовой и калибровочной симметриями. В квантовой теории полей (КТП) при квантовании вращательных мод как гармонических ротаторов наблюдаемые полей нормально-упорядочены, а нулевая энергия и нулевой заряд вакуума не возникают. Частоты квантов есть угловые скорости вращений полевых векторов в реальном или полевом пространствах, а два знака спиральности соответствуют частице и античастице. Примеры — это фотоны с круговой поляризацией и комплексные поля. Спин и изоспины (заряды) частиц удаётся связать с их частотами как угловых моментов и спиральностей полевых векторов вращающихся в реальном или полевом пространствах. При вращательном квантовании струн нет нулевых энергий мод и конформная аномалия тогда отсутствует, так что размерность пространстве-времени и калибровочная группа не фиксируются. В КТП поля должны усредняться в малых ячейках пространства и времени, в пределах которых распределение и эволюция полей описываются классически, а на границах ячеек полевые функции сшиваются. Петлевые интегралы тогда конечны, а при уменьшении размера ячеек перенормируемые теории инвариантны (ренормгруппа с ячеечной регуляризацией). Ячейка  с планковским масштабом наименьшая из-за застывания собственных времён в гравитационном поле петли с красным смещением частот вплоть до нуля. В Стандартной Модели и квантовой гравитации петлевые вклады полей, кроме скалярного, малы и теория возмущений сходится.

PACS:03.65.Ge, 11.30.Er, 1130.Ly, 11.90.+t, 03.65.Ge, 03.70.+k,11.10.Gh, 11.10.Hi, 11.15.Ha, 11.10.Ly, 12.20.-m, 11.25.-w, 12.10.-g,

Ключевые слова: квантование, вращения, зарядовая симметрия, гармонический ротатор, квантовые поля, энергия вакуума, перенормировка, расходимости, регуляризация, струны, аномалии

Том 10, N 1, с. 1– 42, в1,          28 марта 2015

Электрон.:  ТФАК: 5200-040 в1,   28 марта 2015     DOI: 10.9751/TFAK.5200-040

Загрузить статью pdf  1.1 Мб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан       zahidzakir@theor-phys.org

Авг
01

Сопутствующий расширению ньютоновский потенциал галактик и их скоплений вместо тёмной материи

Захид Закир [1]

Аннотация

   Исследовано растяжение ньютоновского потенциала (НП) в ранние эпохи и показано, что наблюдаемые эффекты, обычно приписываемые тёмной материи, могут быть объяснены таким растяжением. Рост со временем радиуса гравитационно-связанной области (ГСО) и сохранение гравитационной энергии приводят к новому сценарию, в котором значения НП сохраняются в расширяющемся объеме, тогда как в физическом объеме они растягиваются. Действительно, сохранение энергии в расширяющемся объеме требует для значений НП, чтобы они сопутствовали расширяющимся слоям. Кроме того, радиус ГСО растёт со временем из-за уменьшения скорости расширения и различные слои вокруг галактики перестают расширяться в разное время. Таким образом, чем дальше расположен слой от галактики, тем дольше он расширялся и утолщался, в то время как разность потенциалов на его границах оставалась неизменной. Это сдвигает значения НП вокруг галактики пропорционально расстоянию r и, как результат, гравитационное ускорение, от 1/r2 зависимости НП превращается в 1/r зависимость, как у центробежного ускорения. Этот факт естественно объясняет известные эмпирические факты, такие как плато в кривых вращения и зависимости скорость-масса для галактик и дисперсию скоростей в скоплениях галактик.

PACS: 95.30.Sf, 95.35.+d, 98.65.Cw, 98.62.Ck

Ключевые слова: гравитация, расширение Вселенной, кривые вращения, скопления галактик

Том 9, N 2, с. 75 – 79, в1,                      31 июля 2014

Электрон.:  ТФАК: 4960-039 в1,         31 июля 2014;    DOI: 10.9751/TFAK.4960-039

Загрузить статью pdf  0.3 Мб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан       zahidzakir@theor-phys.org

Авг
01

Консервативная диффузия как физический механизм для квантовой механики и гравитации

Захид Закир [1]

Аннотация

   Приведён обзор теории консервативной диффузии и её основных применений. Исходной моделью теории является диффузия холодного лёгкого газа в тёплом тяжёлом газе в период до релаксации, когда лёгкий газ остаётся холодным, а средние энергии его частиц сохраняются. В отличие от газа Лоренца, где равны тепловые энергии лёгких и тяжёлых атомов, здесь одного порядка их тепловые скорости. Такая консервативная диффузия описывается двумя уравнениями – Гамильтона-Якоби и уравнением непрерывности, нелинейными по плотности вероятности. При введении комплексной амплитуды вероятностей уравнения линеаризуются и переходят в уравнение Шредингера, где складываются не вероятности альтернатив, а их амплитуды вероятностей. Длина свободного пробега и соответствующий импульс определяют элементарный фазовый объём и коэффициент диффузии. Теория предсказывает ряд квазиквантовых эффектов в классических системах. Формализм квантовой механики, как оказалось, описывает классическую консервативную диффузию, а сама квантовая механика есть частный случай такой диффузии в вакууме, когда элементарный фазовый объём равен постоянной Планка. Изучена также консервативная термодиффузия, связанная с ненулевым градиентом температуры среды. Её свойства, такие как снижение интенсивности флуктуаций частиц (включая красное смещение частот), дрейф частиц в область медленных флуктуаций и их диффузионное ускорение, не зависящее от масс частиц, оказались аналогичными свойствам гравитации. Это позволило отождествить гравитацию с термодиффузией в физическом вакууме. В диффузионной картине флуктуации энергии-импульса классических частиц из-за взаимодействия с вакуумом ведут к увеличению их средней энергии, что проявляется в виде квантовых явлений, а соответствующее локальное понижение плотности энергии вакуума проявляется как гравитация. Диффузионная трактовка квантовой теории тем самым ведёт и к термодиффузионной трактовке гравитации с естественным синтезом теорий обеих явлений. Обсуждены наблюдаемые эффекты, следующие из новой теории.

PACS: 03.65.Ta, 04.20.Cv, 02.50.Ey, 05.40.Jc

Ключевые слова: квантовые флуктуации, энергия вакуума, термодиффузия, метрика, кривизна

Том 9, N 2,  с. 55 – 74, в1,                     31 июля 2014

Электрон.:   ТФАК: 4960-038 в1,       31 июля 2014;    DOI: 10.9751/TFAK.4960-038

Загрузить статью pdf  0.6 Мб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан       zahidzakir@theor-phys.org

Май
06

Новые эффекты в космологии: консервация частоты и интенсивности излучения прошедшего скопления галактик

Захид Закир [1]

Аннотация

    Рассмотрены эффекты консервации, следующие из выключения излучения из потока расширения при прохождении гравитационно-связанных областей (ГСО), таких как скопления галактик, и обсуждаются их наблюдательные следствия для сверхновых и реликтового фона. Консервация частоты и интенсивности излучения при многократном пересечении скоплений заметно уменьшает красное смещение z и увеличивает видимую светимость. С масштабным фактором связаны красные смещения z’ фотонов, не прошедших скопления и поэтому истинные расстояния больше, чем следуют из z. Эффекты усиливаются для удалённых объектов из-за меньших расстояний между скоплениями в ранние периоды. Для реликтового потока пересёкшего скопления эффекты ведут к консервации температуры и «потеплению» по отношению к потоку вне скопления. В результате, вместо почти стерильного реликтового потока со времени рекомбинации, имеет место обратная картина. Смешивание потоков реликтовых фотонов, многократно консервированных в ГСО ведёт к изотропности потока и потере следов возмущений от ранних эпох. Наблюдаемая анизотропия же следует из эффектов консервации при прохождении излучения в кратных слоях скоплений нашего близкого окружения. Эффекты консервации позволяют делать более точные выводы из анализа данных и ведут к пересмотру расстояний и свойств внегалактических объектов

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, реликтовый фон, анизотропия

Том 9, N 1,  с. 5 – 18, в1,    6 мая 2014

Электрон.:   ТФАК: 4874-035 в1,    6 мая 2014;    DOI: 10.9751/TFAK.4874-035

Загрузить статью pdf 900 кб


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

      zahidzakir@theor-phys.org

Май
06

Модель закрытой вселенной с гравитацией в 4-пространстве

Захид Закир [1]

Аннотация

    Модели закрытой вселенной как тонкой 3-сферы в 4-пространстве, гравитирующей вдоль радиуса 3-сферы сформулированы в новой форме, в которой в локальной окрестности наблюдателя воспроизводится нерелятивистская динамика шара с корректным условием сохранения энергии. Получены соответствующие уравнения эволюции для пылевой материи и излучения в 3-сфере и изучены их наблюдательные следствия. Оказалось, что закрытые модели в 4-пространстве также ведут к моделям «мини-вселенной» с быстро осциллирующей кривой для зависимости модуля расстояния от красного смещения

PACS:  04.20.Cv, 98.80.-k, 98.80.Jk95.30.Sf, 97.60.Lf, 98.35.Jk, 98.54.-h, 98.80.-k, 04.60.-m   Ключевые слова: космологические модели, дополнительные измерения, красное смещение

Том 9, N 1,  с. 1 – 4, в1,    6 мая 2014

Электрон.:   ТФАК: 4874-034 в1,    6 мая 2014;    DOI: 10.9751/TFAK.4874-034

Загрузить статью pdf 285 кб


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

      zahidzakir@theor-phys.org

Май
06

Гравитация как термодиффузия в физическом вакууме

Захид Закир [1]

Аннотация

    Рассмотрено влияние вещества на плотность энергии вакуума и развита трактовка гравитации как неоднородности квантовой диффузии. Кратко изложена трактовка квантовой теории как консервативной диффузии [1], где квантовые флуктуации энергии и импульса классической частицы происходят из-за взаимодействия с физическим вакуумом. Увеличение средней энергии частицы при таких флуктуациях проявляется в виде квантовых явлений, а соответствующее локальное понижение уровня энергии вакуума на ту же величину проявляется как гравитация. Для одной частицы понижение чрезвычайно мало и в физике частиц им можно пренебречь. Однако, когда большое число частиц концентрируется в небольшом объёме, то следствия понижения энергии вакуума становятся заметными и проявляются как гравитация. Диффузионная трактовка квантовых процессов, таким образом, ведёт и к диффузионной трактовке гравитации с естественным синтезом теорий обеих явлений. Изучены новые свойства неоднородной  диффузии, связанные с локальным уменьшением уровня энергии вакуума, такие как снижение интенсивности флуктуаций частиц с замедлением темпа процессов (включая красное смещение частот), дрейф частиц в область медленных флуктуаций и их диффузионное ускорение, которое не зависит от масс частиц. Кратко обсуждаются наблюдаемые эффекты, следующие из новой трактовки.

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. 34 – 54, в1,           6 мая 2014

Электрон.:   ТФАК: 4874-037 в1,   6 мая 2014;    DOI: 10.9751/TFAK.4874-037

Загрузить статью pdf 570 кб


[1] Центр теоретической физики и астрофизики, Ташкент, Узбекистан       zahidzakir@theor-phys.org

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

Модели вселенной со строго сохраняющейся энергией материи

Захид Закир [1]

Аннотация

   Показано, что ранее в фридмановских моделях требования нерелятивистской динамики шара, связанные с сохранением энергии материи, не были соблюдены, что затем привело к непоследовательности при формулировке и релятивистских моделей. Предложен путь к переформулировке моделей релятивистской космологии, когда они на малых расстояниях естественным образом переходят к нерелятивистской модели пылевого шара. В таким образом модифицированной модели ряд прежних проблем фридмановских моделей не возникает.

PACS: 04.20.Cv, 98.80.-k, 98.80.Jk95.30.Sf, 97.60.Lf, 98.35.Jk, 98.54.-h, 98.80.-k, 04.60.-m

Ключевые слова: космологические модели, красное смещение, гравитация

Том 8, N 3,  с. 71 – 79, в1,    13 ноября 2013

Электрон.:   ТФАК: 4700-033 в1,    13 ноября 2013;    DOI: 10.9751/TFAK.4700-033

Загрузить статью pdf 384 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