Archive

Archive for the ‘2015 Том 10’ 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