Сессия
"КОСМОЛОГИЯ И РЕЛЯТИВИСТСКАЯ АСТРОФИЗИКА"
*******************************************************************************
В.С.Артюх Перспективы исследований физики
галактических ядер и космологии
методами низкочастотной
радиоастрономии
Низкочастотные наблюдения компактных радиоисточников несут информацию
о величине и пространственном распределении магнитных полей и плотности
релятивистских электронов в активных ядрах галактик, где находятся эти
радиоисточники. Низкочастотные наблюдения являются также наиболее
оптимальными для проведеня космологических исследований.
Создание РСДБ системы метрового диапазона радиоволн на базе гигантских
радиотелескопов типа БСА ФИАН позволит поднять чувствительность
низкочастотных наблюдений до 1 мЯн, что на два порядка выше существующего
предела. Это открывает новые возможности как в космологических
исследованиях, так и в исследовании физики галактических ядер.
*******************************************************************************
А.Т.Байкова, Метод выделения точечных источников
П.Д.Насельский, из наблюдаемых карт микроволнового
И.Д.Новиков фонового излучения
Предлагается метод выделения точечных источников из наблюдаемых карт
микроволнового фонового излучения, основанный на методе максимальной
энтропии и использовании свойств углового спектра мощности реликтового
фона. Приводятся результаты моделирования небольших участков неба для
стандартной космологической модели с холодной скрытой массой при
различных реализациях фона точечных источников и пиксельного шума.
*******************************************************************************
М.Б.Богданов Гравитационное микролинзирование
сфероидальным скоплением массивных
слабовзаимодействующих частиц
Мелкомасштабные скопления массивных слабовзаимодействующих частиц
(WIMP), предположительно сформировавшиеся в раннюю эпоху существования
Вселенной, могут приобрести момент вращения и принять сфероидальную
форму. Показано, что даже небольшое сжатие скопления, подобное сжатию
критической поверхности модели Роша, способно привести к появлению
каустик в плоскости источника, линзируемого данным объектом.
Возникающие при этом кратные изображения источника не разрешаются при
обычных наблюдениях, и скопление проявляет себя как некомпактная
сфероидальная гравитационная микролинза. Пересечение каустик при
относительном движении наблюдателя, скопления частиц и линзируемой
звезды способно дать в результате самые разнообразные формы кривых
изменения потока, в том числе и те, которые реально наблюдались в
событиях микролинзирования и интерпретировались как проявления двойных
гравитационных линз. Поэтому нельзя исключить, что хотя бы часть
подобных событий может быть связана со скоплениями WIMP.
*******************************************************************************
М.Б.Богданов Устранение влияния сингулярности
интеграла при вычислении кривой
микролинзирования каустикой
гравитационной линзы
Расчет кривой изменения потока при пересечении источником с известным
одномерным стрип-распределением яркости каустики гравитационной линзы
типа складка связан с численной оценкой сингулярного интеграла. Эта
сингулярность приводит к большой погрешности результатов, когда
стрип-распределение задано на равномерной сетке, а поток оценивается в
произвольные моменты времени. Доказано, что если функция, описывающая
стрип-распределение яркости, удовлетворяет условию Гельдера степени
alpha, то для сходимости интегральной суммы достаточно, чтобы сетки
потока и стрип-распределения образовывали бы каноническое разбиение
отрезка интегрирования, при котором длина интервалов отсчета $h$
одинакова и точки задания стрип-распределения расположены посередине
между отсчетами кривой линзирования. Погрешность формулы прямоугольников
оценена как o(h^{alpha+1/2}). При сравнении с наблюдательными данными
кривая линзирования должна рассчитываться в точках канонического
разбиения, а затем интерполироваться на моменты наблюдений.
*******************************************************************************
Ю.Л.Бухмастова Функция светимости квазаров в рамках
теории гравитационного линзирования
Получена функция светимости квазаров с использованием шехтеровского закона
распределения для галактик и вероятностного закона усиления изображения для
различных моделей гравитационных линз путем применения теоремы
о вероятности произведения случайных величин. Показано, что наклон функции
светимости в случае слабых квазаров колеблется в пределах от -1 до -2, как
у обычных галактик. В случае ярких квазаров наклон функции светимости
определяется в основном линзовым эффектом и находится в пределах от -3 до
-4. Проведенное сравнение с наблюдательными данными различных авторов для
более чем 6000 квазаров дает возможность объяснить наклон функции
светимости ярких квазаров, используя теорию гравитационного линзирования.
*******************************************************************************
Ю.Л.Бухмастова Шаровые скопления как наилучшие кандидаты
в гравитационные линзы для объяснения
ассоциаций квазар -- галактика
Представлен новый каталог тесных пар квазар-галактика. За рабочую гипотезу
при объяснении этих пар принимается гипотеза гравитационного линзирования
далеких ядер галактик объектами гало более близких галактик. Приводятся
аргументы в пользу того, что именно шаровые скопления являются наилучшими
кандидатами в гравитационные линзы.
*******************************************************************************
Э.Я.Вильковиский Взаимодействующие подсистемы
активных ядер галактик
Развит подход к единой теории активности галактических ядер, основанный
на исследованиии взаимодействия основных подсистем, образующих АЯГ:
компактного скопления звезд, массивной черной дыры и газовой подсистемы.
Получено распределение звезд в АЯГ и рассмотрены модели области образования
широких линий и переменности АЯГ.
*******************************************************************************
А.А.Гвоздев, Эффективность нейтринного
И.С.Огнев производства плазмы в модели
гипер-аккрецирующего диска
на кэрровскую черную дыру
Аккрецирующий диск керровской черной дыры рассматривается
в качестве одного из основных кандидатов на роль энергетического
источника космологического гамма-всплеска (S. Woosley, 1993;
R. Popham, S. Woosley, and C. Fryer, 1999).
Внутренняя часть гипер-аккрецирующего диска в окрестности последней
кеплеровской орбиты может быть достаточно плотной и горячей для
излучения нейтрино со светимостью, превышаюшей 10^{53} эрг/сек.
Нейтринный поток с диска порождает электрон-позитронную плазму.
Однако, плазма способна сохранить свою энергию и превратиться
впоследствии в наблюдаемый гамма-всплеск лишь при условии ее
прохождения через область с низкой концентрацией барионов.
В рассматриваемой модели керровской черной дыры такая область
формируется вдоль ее оси вращения. Таким образом, важно оценить
энергию e^+ e^- пар, рожденных за счет нейтринных процессов
в этой области.
В рамках описанной выше модели аккрецирующего диска керровской черной
дыры получены аналитические выражения для светимости e^+ e^-
плазмы в конусе вдоль оси вращения, светимости нейтрино с диска, а также
для отношения этих светимостей (эффективности производства элетрон-позитронной
плазмы) в доминирующих нейтринных процессах. Исследуется влияние сильного
магнитного поля B ~ 10^{15} Гс на эффективность производства плазмы.
В отсутствие магнитного поля в разреженной среде конуса доминирует
процесс аннигиляции нейтрино и антинейтрино в e^+ e^- пару.
Показано, что эффективность производства плазмы в этом процессе не
превышает десятых долей процента в условиях бета-равновесия в диске
и резко спадает при отклонении нуклонной среды от равновесия.
В сильном магнитном поле открывается и становится существенным
новый процесс - рождение e^+ e^- пары одиночным нейтрино.
Эффективность производства плазмы в этом процессе практически не
зависит от химического состава нуклонной среды. Анализ показывает,
что для химически неравновесного диска рассмотренный процесс
доминирует в производстве плазмы. Однако и в этом случае, эффективность
не превышает десятых долей процента.
*******************************************************************************
Ю.Н.Гнедин Поляриметрия как метод поиска
космологических скалярных полей:
результаты наблюдений
Предлагается новый метод поиска скалярных частиц, являющихся
представителями космологических скалярных полей. Основу метода составляет
процесс конверсии фотонов электромагнитного поля в мало массивные
и безмассовые скалярные частицы в присутствии внешнего магнитного поля.
Вероятность такого процесса определяется произведением трех величин:
напряженности магнитного поля, константы связи между скалярным
и электромагнитным полем и характерного масштаба однородности магнитного
поля. Существенно, что данный процесс зависит от состояния поляризации
фотона. Таким образом, в астрофизике появляется новый процесс генерации
поляризованного излучения различных космических объектов. Выполнены оценки
различных поляризационных эффектов, обусловленных данным процессом
в звездах, межзвездной и межгалактической средах. В рамках данного процесса
объясняется открытие когерентной ориентации направлений собственной
поляризации квазаров и получена оценка величины константы связи между
скалярным и электромагнитным полями.
*******************************************************************************
В.Г.Горбацкий О связи процесса реионизации
межгалактической среды
с ее структуризацией
1. Межгалактическая среда практически прозрачна для излучения далеких
(z < 5) галактик, что свидетельствует о высокой степени ионизации водорода
в ней. Вместе с тем, по стандартной космологической модели расширяющаяся
среда охлаждается настолько, что при z ~ 40 - 50 весь водород
в ней нейтрален. Следовательно, в интервале 5 < z < 40 должна
происходить реионизация водорода.
2. В качестве основного фактора реионизации предполагается высокочастотное
излучение от горячих звезд, содержащихся в галактиках. Процессы
формирования галактик и реионизации межгалактической среды оказываются
взаимосвязанными и должны рассматриваться совместно.
3. Реионизация межгалактической среды осуществляется путем образования
расширяющихся ионизационных фронтов и зон HII. Динамические процессы,
происходящие в зонах HII, могут играть существенную роль в создании
наблюдаемой крупномасштабной ячеистой структуры Метагалактики.
*******************************************************************************
И.В.Госачинский Поиск спектрально-пространственных
В.Л.Дубрович флуктуаций CMBR на радиотелескопе
Г.Р.Ильин РАТАН-600
В.А.Прозоров
На стадии, когда температура вещества и излучения меньше 500 -- 600 К,
флуктуации реликта могут возникать в результате рассеяния в линиях молекул
малыми неоднородностями плотности вещества, при наличии у них пекулярных
скоростей и если в веществе есть такие атомы, как He, D, Li, C, N, O.
Существенная особенность таких флуктуаций -- их сильная частотная
зависимость. С помощью околополярного накопления сигнала на радиотелескопе
РАТАН--600 в трех месячных циклах наблюдений в 1999--2001 г.г. на волне
6.2 см проведен поиск узкополосных флуктуаций реликтового излучения
в диапазоне пространственных периодов от 0.5' до 16'. Предположительно (на
уровне 3 sigma) обнаружена деталь пространственного спектра около периода
4' в полосе частот сигнала 1.2 МГц с амплитудой DeltaT/T не более 10^{-3}.
Если принять эту оценку за верхний предел излучения линии молекул LiH на
Z=90.7, то при массе протоскоплений на стадии начала их гравитационого
сжатия примерно 10^{13} Масс Солнца это ограничивает обилие молекул LiH по
H величиной 3*10^{-14}, что примерно на 3 порядка уменьшает диапазон
оценок, имеющийся в разных работах.
*******************************************************************************
А.Л.Громов, Роль перекачки энергии в двухжидкостных
Ю.В.Барышев, фридмановских моделях
П.Теерикорпи
Изучаются двухжидкостные фридмановские модели, в коотрых одна идеальная
жидкость является смесью субстанций с отрицательным давлением, а другая
-- с положительным давлением. Модели классифицируются по наличию/отсутствию
потока эненргии мекжду компонентами и по стацинарности/нестационарности
уравнения состояния. В моделях с квинтессенцией и/или вакуумом часто
обсуждается вопрос пропорциональности энергий этих двух компонент.
В настоящей работе это свойство изучается без привлечения какой-либо
конкретной модели скалярного поля, связянного с квинтессенцией. Показано,
что пропорциональность энергий всегда обусловлена потоком энергии между
компонентами. Показано, что этот поток определяет последовательность,
в которой происходит смена основного вклада давления, энергии
и гравитирующей массы частичных жидкостей в давление, энергию
и гравитирующую массу ассоциированной одножидкостной модели.
*******************************************************************************
Л.В.Грунская, О возможности использования
В.А.Ефимов, резонатора Земля -- ионосфера
И.Н.Гаврилов, в качестве детектора гравитационно-
М.С.Герасимов, волнового излучения
А.А.Завьялов двойных пульсаров
На экспериментальном полигоне ВлГУ проводятся исследования
электромагнитного поля (ЭМП) Земли в крайненизкочастотном (КНЧ: ниже 30 Гц)
диапазоне с помощью многоканального приемного комплекса ЭМП. Накопленная
в этих исследованиях информация вносит существенный вклад в анализ природы
ЭМ колебаний КНЧ диапазона и в исследования механизмов взаимосвязи ЭМП
Земли с гравитационными полями астрофизического происхождения
(гравитационно-волновое излучение двойных пульсаров). Создан каталог
моделей и механизмов генерации ЭМП в резонаторе Земля-ионосфера под
действием гравитационно- волнового излучения астрофизических источников.
Разработана и обоснована двухуровневая модель резонансного возбуждения
ЭМ колебаний КНЧ диапазона в приземном слое гравитационным излучением
астрофизических источников. Обнаружение на сегодня частот
гравитационно-волнового излучения группы двойных пульсаров по результатам
спектрального анализа полученных реализаций с вероятностью ложной тревоги
0,15\% подтверждает! необходимость продолжения работ в этом направлении.
*******************************************************************************
Д.С.Дехканбаев Генерация 3D N-точечных фрактальных
и регулярных структур с заданными
свойствами и примеры их статистической
обработки (N~10^5)
Реализован алгоритм Мандельброта построения трехмерных фрактальных структур
с заданными фрактальной размерностью и характерным масштабом
неоднородности. Модификация этого алгоритма позволяет получить регулярную
структуру. Написана и отлажена программа, являющаяся основой
стстистического анализа каталогов объектов различной физической природы.
Фрактальные и регулярные структуры используются для создания библиотеки
тестовых объектов для этой и последующих программ. Приведены примеры
исследования вклада регулярности в оценки параметров N-точечных структур.
*******************************************************************************
А.Ф.Дравских, Оценка массы квазара по скорости
З.В.Дравских "падающего" абсорбера
В оптических спектрах квазаров достаточно много абсорбционных систем линий,
принадлежащих таким абсорберам, как облака газа и галактики. В настоящее
время принято считать, что далекие от квазара абсорберы (Z_em >> Z_abs) это
объекты, не связанные с квазаром, случайно попавшие на луч зрения
в направлении квазара, а близкие абсорберы (Z_em > Z_abs) связаны
с квазаром, выброшены из него. Если условно считать близкими абсорберы,
которые имеют скорость относительно квазара < 10 тыс.км/с, то среди близких
к квазару абсорберов около 25% имеют (Z_abs > Z_em). Т.е., это абсорберы,
"падающие" на квазар. Исходя из предположения, что это выброшенные
из квазара массы газа, не преодолевшие гравитационного влияния квазара
и действительно падающие на квазар, мы оценили массу квазара. Нижний предел
массы для некоторых квазаров составляет (5 10^8 - 6 10^{10}) M_солнца.
*******************************************************************************
Ю.Н.Ерошенко, Мелкомасштабная структура темной
В.И.Докучаев материи в гало Галактики
В рамках формализма Пресса-Шехтера исследовано приливное разрушение
мелкомасштабных объектов иерархической структуры Вселенной. Показано, что
в каждом логарифмическом интервале масс delta ln M ~ 1 избегает разрушения
около 1% объектов. Рассмотрено размытие сингулярного профиля плотности
внутри объектов под действием внешних приливных сил, которые на стадии
формирования объектов вызывают нерадиальные движения частиц. Показано, что
этот процесс размытия профиля плотности преобладает над другими возможными
процессами. В моделях с аннигилирующими частицами темной материи (например,
нейтралино) объекты минимальных масс дают определяющий вклад в гамма-фон
Галактики. Из сравнения с наблюдаемым фоном получены ограничения на массу
частиц.
*******************************************************************************
С.Н.Ефимов О правильном чередовании линий
поглощения в спектрах квазаров
Данные наблюдений свидетельствуют о наличии в спектрах некоторых квазаров
разделенных равными промежутками систем линий поглощения тяжелых элементов
и водорода. Расчеты газодинамических моделей двухфазной среды позволяют
дать этому факту теоретическое объяснение. Рассматривается возможность
получения дополнительной информации о физических условиях в QSO из анализа
такого рода спектров.
*******************************************************************************
В.М.Журавлев Инфляционные космологические
модели с двумя формами материи,
находящихся в тепловом равновесии
В работе излагаются результаты аналитического и численного анализа класса
моделей космологической эволюции однородной и изотропной
пространственно-плоской Вселенной, заполненной скалярным полем и материей,
меняющей уравнение состояния в процессе эволюции, от вакуумо-подобной формы
до идеальной жидкости в предположении, что обе компоненты материи находятся
в тепловом равновесии. Проанализированы основные характеристики таких
моделей и исследовано асимптотическое их поведение вблизи космологической
сингулярности и на послеинфляционной стадии. Показано, что условие
теплового равновесия и требование асимптотического убывания поля
со временем однозначно приводят к возникновению на завершающей стадии
эволюции вторичной инфляции, сопровождающейся ускоренным расширением
Вселенной и ростом температуры материи. В работе проведен подробный
асимптотический анализ физических параметров модели, который подтвержден
предварительными численными расчетами.
*******************************************************************************
А.Ф.Захаров Инторпретация некоторых особенностей
событий микролинзирования в рамках
несингулярной модели некомпактной
гравитационной микролинзы
Рассмотрено микролинзирование удаленных звезд некомпактными объектами,
например звездами из нейтралино. Подобные некомпактные звезды рассмотрены
недавно Гуревичем и Зыбиным в качестве объектов, с которыми может быть
связано проявление эффекта микролинзирования. В настоящей работе для
компактной микролинзы рассмотрено распределение массы микролинзы,
не имеющее особенности в начале координат (типа распределения массы для
несингулярной изотермической сферы или изотермической сферы с ядром).
Проведен детальный анализ уравнения гравитационной линзы, получены
аналитические выражения для его решения, получено выражение для
коэффициента усиления гравитационной линзы. Показано каким образом в рамках
данной модели могут быть проинтерпретированы события микролинзирования
с двумя характерными максимумами, которые могут интерпретироваться как
события, вызываемые двойной микролинзой. На примере кандидата в событие
микролинзирования OGLE # 7 показано, что модель некомпактной линзы
с уcпехом может использоваться для интерпретации наблюдательных данных.
*******************************************************************************
В.П.Иванов Статистика формы спектров
внегалактических радиоисточников
с крутыми спектрами
*******************************************************************************
П.Б.Иванов Транзиентные всплески гравитационного
излучения при пролетах компактных звезд
вокруг черных дыр в каспах ближайших
галактик
Рассмотрен эффект генерации всплесков гравитационного излучения при
пролетах белых карликов вокруг сверхмассивных черных дыр в каспах
галактик, обладающих параметрами, сходными с параметрами каспа нашей
галактики. Оценена вероятность таких событий. Показано, что
эти события могут наблюдаться с помощью гравитационно-волновой
антенны, размещенной в космосе.
*******************************************************************************
В.Л.Кауц, Спектральные искажения реликтового
М.С.Бургин, излучения при рекомбинации водорода
В.К.Дубрович, в ранней Вселенной
В.Г.Курт (бальмеровская серия)
Рассмотрен процесс образования спектральных искажений реликтового
излучения в процессе рекомбинации водорода в ранней Вселенной. Получены
амплитуды искажений для Бальмеровской серии. Проведен анализ современных
наблюдательных возможностей для Виновской области спектра.
*******************************************************************************
С.А.Клионер Изменение плоскости поляризации
изображений движущейся гравитационной
линзой
Несмотря на большое число исследований, посвященных релятивистским
эффектам в наблюдаемой ориентации плоскости поляризации
электромагнитных волн под действием гравитационного поля, этот вопрос
до сих пор не получил однозначного решения. В настоящей работе
формулируется строгий самосогласованный подход к решению данной
проблемы в ОТО в приближении геометрической оптики. Задача решается
путем совместного интегрирования уравнений распространения света и
уравнений параллельного переноса вектора поляризации, и последующего
моделирования координатно-независимого наблюдаемого угла поворота
плоскости поляризации. Показано, что в постньютоновском приближении это
подход приводит к весьма простой формуле для указанного угла поворота.
Для гравитационного поля системы движущихся и вращающихся тел мы
вычисляем угол поворота в явном виде и показываем, что движущие
гравитационные линзы оказывают воздействие на плоскость поляризации
излучения в изображениях. Таким образом, поляризационные измерения
изображений могут быть использованы для получения информации о движении
соответствующей гравитационной линзы.
*******************************************************************************
А.С.Козырев, Детектирование космических
Д.С.Анфимов, гамма-всплесков прибором Хенд на борту
М.Л.Литвак, космического аппарата 2001 Марс Одиссей:
И.Г.Митрофанов, первые результаты
А.Б.Санин
Представлены первые результаты регистрации космических гамма-всплесков
российским прибором Хенд на борту американского космического аппарата 2001
Марс Одиссей.
*******************************************************************************
Д.А.Корнилов, Неоднородная космологическая
В.М.Журавлев модель с материей в форме
двухкомпонентной сигма-модели
и идеальной жидкости
Ранее в ряде работ было показано, что существуют точные решения уравнений
Эйнштейна в классе неоднородных космологических моделей с заряженным
скалярным полем и идеальной жидкостью, гравитационное поле в которых
описывается нестатическими метриками Маджумдара - Папапетроу (МП),
обладающие рядом уникальных свойств. В частности, было показано, что в этих
моделях имеет место эффект скрытой массы, который при определенных условиях
может служить моделью "темной материи". Кроме этого в таких пространствах
эффекты пространственной кривизны воспринимаются наблюдателем как
ньютоновское гравитационное поле в плоском пространстве. В предлагаемой
работе эта модель развивается в плане включения в нее более приемлемого
с физической точки зрения материального источника гравитационного поля
в форме нелинейной сигма-модели. В работе показано, что такая интерпретация
материи оказывается более интересной по своим свойствам, чем одно
заряженное скалярное поле и позволяет воспроизвести все ранее полученные
эффекты и получить ряд новых.
*******************************************************************************
В.М.Корюкин Гравитационные поля и
эволюция Вселенной
Гравитационные поля определяются как когерентные смеси калибровочных
полей, обладающие ненулевыми вакуумными средними на современной
стадии развития Вселенной. Вследствие этого калибровочные симметрии
должны обладать в общем случае квазигрупповой структурой. Далее
определяется метрика пространства--времени на основе матрицы
плотности гравитационных полей, ранг которой, равный размерности
пространства--времени, может меняться в процессе эволюции Вселенной.
При помощи согласованной с метрикой связности пространства--времени
Римана можно "спрятать" гравитационные поля при определенных условиях,
причем, возможно лишь, на современной стадии развития Вселенной.
*******************************************************************************
В.М.Корюкин Нейтринный фон Вселенной и
нестандартное поведение космических
объектов
Ранее было предложено строить индуцированную теорию гравитации на основе
слабого взаимодействия и наличия значительного нейтринного фона Вселенной,
который может проявляться в результате нестандартного поведения удаленных
космических обектов, обладающих большой массой. Как следствие такого
подхода гравитационный потенциал Ньютона может быть заменен потенциалом
Лобачевского, для которого отсутствует космологический парадокс,
сформулированный Зеелигером для бесконечной Вселенной, в которой материя
распределена однородно и с конечной плотностью.
*******************************************************************************
М.Г.Ларионов О возможной природе флуктуаций
фонового излучения на различных
угловых масштабах
Анализ видимого распределения радиоисточников сантиметровых обзоров неба
дает подобный характер отклонений в угловом распределении
объектов от случайного на масштабах около 1 градуса. Совпадение
отклонений в распределении источников с положением первого сахаровского
пика в угловом распределении флуктуаций реликтового фона объяснен в
рамках вклада неразрешенных дискретных источников в фоновую температуру
от популяции удаленных галактик высокой светимости, обнаруженных в
субмиллиметровом диапазоне длин волн. Существенная доля флуктуаций фона
может определяться крупномасштабными структурами протогалактик в эпоху
их формирования на красных смещениях (z=5-6), в зависимости от используемой
модели Вселенной. Спектр излучения структур близок к планковскому для
реликтового фона, что затрудняет отделение флуктуаций их излучения
от вариаций температуры реликтового фона. Величину флуктуаций фона и их
масштабную инвариантность в эксперименте COBE можно объяснить
особенностями углового распределения и спектральными характеристиками
популяции галактик, находящихся на больших z.
*******************************************************************************
А.М.Малиновский, Лямбда-инфляция с первичными
В.Н.Лукаш, гравитационными волнами
Е.В.Михеева,
V.Muller
Представлена модель лямбда-инфляции, в рамках которой первичные
гравитационные волны вносят значительный вклад в анизотропию
реликтового излучения, зарегистрированную COBE. В качестве
тестов используются спектр мощности скоплений галактик, а также
крупномасштабная анизотропия реликтового излучения.
*******************************************************************************
Г.А.Малыгин Космические струны и ячеистая структура
Вселенной
Космические струны --- новые, пока гипотетические, космические объекты
в виде линейных образований (струн) с высокой плотностью материи в их
сердцевине и высоким вследствие этого гравитационным полем. Согласно [1]
они образуются на ранней стадии расширения вселенной в виде линейных
топологических дефектов при фазовых переходах, сопровождащих образование
первичной материи во вселенной. В качестве аналога таких переходов
в конденсированных средах можно привести переходы жидкого гелия
в сверхтекучее, а металлических и оксидных кристаллов --- в сверхпроводящее
состояния. В неравновесных условиях указанные переходы сопровождаются
образованием линейных топологических дефектов --- квантовых вихрей. Интерес
к космичеким струнам вызван тем обстоятельством, что они могут служить
местами, где происходит конденсация и аккреция материи и формируются звезды
и галактики. Этот гетерогенный механизм образования неоднородной структуры
современной вселенной является альтернативным механизму ее образования
вследствие первичных квантовых флуктуаций. В работе возможная аналогия
между космичекими струнами и другими линейными топологичекими дефектами
расширяется на еще один вид линейных дефектов --- решеточные дислокации
в кристаллах [2]. Экспериментально установлено, что в процессе эволюции
дислокационного ансамбля в кристалле образуются неоднородные турбулентные
ячеистые структуры. Аналогом, таких структур во вселенной может служить
неоднородный ячеистый характер распределения в ней видимой материи в виде
галактик и звезд с размером ячеек 100-200 Мпс [3]. В связи с этим
теоретически рассмотрен механизм конденсации космической материи в виде
атомов водорода на струнах. Он имеет также аналогию в виде хорошо
исследованного экспериментально и теоретически механизма формирования
"атмосфер" примесных атомов вокруг дислокаций и образования на них
преципитатов в виде цепочки глобул.
1. M.Hindmarsh, T.W.Kibbel. Rep.Progr.Phys. 58, 47(1995)
2. Г.А.Малыгин. ФТТ 43, 822(2001)
3. M.S.Turner, J.A.Tison. Rev.Mod.Phys.71, 145(1999)
*******************************************************************************
С.В.Мамедов Распределение гамма-всплесков на
В.Ф.Литвин небесной сфере
С.А.Матвеев
Изучается распределение на небесной сфере различных классов космических
гамма-всплесков: "коротких", "длинных" и "промежуточных", определяемых
по длительности всплесков T90 (T90 - время, в течение которого
накапливается 90% зарегистрированной энергии гамма-всплеска). Обнаружена
анизотропия распределения "промежуточных" гамма-всплесков с 2 сек < T90 <
8 сек и "коротких" всплесков с T90 < 8 сек в виде "пятен" повышенной
концентрации вблизи галактических координат l=115, b=30 градусов.
Статистическая значимость анизотропии составляет 99.89% для "промежуточных"
и 99.99% для "коротких" гамма-всплесков с учётом неоднородности экспозиции
инструмента BATSE.
*******************************************************************************
Б.Э.Мейерович Gravitational properties of
cosmic strings and string-driven
cosmological constant
The coupled set of the Einstein-Higgs-gauge field equations gets a simple
and transparent form in a nontraditional coordinate system, first
introduced by Bronnikov in 1979. This simplified the determination of the
area of the parameters, allowing the existence of static string-like
solutions in the abelian Higgs model. General features of gauge and global
strings are analyzed analytically and numerically. A most impressive new
analytic result is that the symmetry-breaking potential does not vanish
at far distances from the core of a global string (and also supermassive
gauge string). This effect is equivalent to a non-zero cosmological term
in the Einstein equations. If the symmetry-breaking energy scale is much
smaller than the Planck mass, then the string-driven cosmological constant
effect is exponentially small. However it can essentially affect the
character of the inflation, especially if a symmetry-breaking phase
transition took place during or soon after the Planck epoch.
*******************************************************************************
В.Н.Мельников Стабильность гравитационной
постоянной и дополнительные
измерения
Анализируются проблемы имерения абсолютного значения гравитационной
постоянной, ее возможных временных и пространственных вариаций,
предсказываемых обобщенными теориями гравитации и теориями объединения
фундаментальных физических взаимодействий. Исследуются точные решения
многомерной гравитации и космологии в произвольных измерениях с
различными типами материи, в частности с p-бранами и их наблюдательные
и экспериментальные следствия. Отмечается, что фундаментальные
гравитационные эксперименты в космосе типа SEE и STEP наиболее
перспективны для проверки предсказаний теорий объединения
взаимодействий.
*******************************************************************************
И.Г.Митрофанов Астрономия космических гамма-всплесков
Представлен обзор современных наблюдательных данных о космических
гамма-всплесках и их послесвечении. Обсуждаются теоретические модели
источников гамма-всплесков.
*******************************************************************************
Д.И.Нагирнер Расчеты однократного и многократного
комптоновского рассеяния
В Санкт-Петербургском государственном университете в последнее десятилетие
изучается комптоновское рассеяние как механизм формирования спектров
и поляризации излучения релятивистских астрофизических объектов ---
аккреционных дисков, активных ядер галактик и др. Подробно исследовано
однократное комптоновское рассеяние поляризованного излучения без
ограничений на энергии фотонов и электронов. Для изотропного электронного
газа получены точные выражения для элементов матрицы рассеяния и функций
перераспределения излучения по частотам и направлениям. Изучены предельные
и частные случаи: большие и малые частоты фотонов, максвелловские электроны
с большой и малой температурой. Составлены компьютерные программы для
расчета всех этих величин. Выведено релятивистское кинетическое уравнение,
описывающее многократное рассеяние. Получены известные ранее его предельные
формы. Изучены также двухфотонные аннигиляция и рождение
электрон-позитронных пар. Составлено кинетическое уравнение, описывающее
эти процессы. Разработаны схемы расчетов многократного рассеяния
и составлены комплексы программ для этого.
*****************************************************************************
Ю.Н.Парийский, Поиск "Окна" в Раннюю Вселенную
Н.Н.Бурсов,
Н.Н.Нижельский,
П.Г.Цыбулев,
А.В.Богданцов,
А.Б.Берлин
Приводятся новые данные о вариациях фонового излучения Галактики
по наблюдениям на РАТАН-600 с помощью модернизированной многочастотной
матрицы радиометров в диапазоне 1-49см (27 точек в спектре). Новые оценки
показывают, что и тепловое излучение и синхротронное излучение Галактики
не вносит дополнительного шума при исследовании "Сахаровских осцилляций"
на всех волнах короче 1 см. Масштабы, свободные от 3К анизотропии (менее
3мин.дуги) при использовании разумной методики могут исследоваться
с точностью выше 1 микро-К при наличии адекватных радиометров. Шум фоновых
источников устраняется методом "избыточного разрешения". На плоскости
"угловой масштаб- частота" имеется "окно прозрачности" для исследования
Ранней Вселенной с точностью, определяемой только чувствительностью
радиотелескопа.
*******************************************************************************
Д.И.Подольский Динамика стохастического
разогрева Вселенной
после стадии инфляции
Показано, что пренебрегать классическим средним значением поля, на кванты
которого в ходе процесса разогрева распадается нулевая инфлатонная мода,
неправомерно, так как имеется стохастический рост этого среднего значения
на стадии инфляции. Получено, что динамика двухполевой модели разогрева
является стохастической: имеются два режима --- регулрный, реализующийся
когда инфлатонная нулевая мода мала по сранению с нулевой модой поля,
на кватны которого она распадается, и хаотический, когда эти две величины
одного порядка. В первом случае однородная задача может быть
проинтегрирована в адиабатическом приближении. Показано, что в неоднородной
задаче возникает явление тахионной нестабильности, что является большой
опасностью для обычного сценария разогрева. Условие отсутствия тахионной
нестабильности означает, что константа взаимодействия между инфлатоном
и скалрным полем, на кванты которого он распадается, должна быть мала
по сравнению с единицей.
*******************************************************************************
Р.Ф.Полищук, Критика многомировой интерпретации квантовой
Ю.А. Кухаренко механики Эверетта-Уилера в теории Ранней
Вселенной
Для анализа вероятных состояний Ранней Вселенной, в которых отсутствуют
макроприборы, неприменима копенгагенская интерпратация квантовой механики
(КМ). Многие астрофизики поэтому обращаются к многомировой интерпретации
КМ Эверетта-Уилера. Здесь показана непригодность и этого подхода,
поскольку тогда он был бы неизбежен для объяснения любого эксперимента
также и в классической статфизике.
Нами предлагается формулировка квантовой теории поля, основанная
на колмогоровской аксиоматике теории вероятностей, где в качестве
элементарных событий рассматриваются траектории с изменяющимся знаком
времени, а вероятностная мера вещественна и знаконеопределенна. На основе
данного подхода развита диаграммная техника, обобщающая диаграммную технику
Келдыша для неравновесных процессов на случай искривленного пространства.
Получены замкнутые уравнения для материальных полей.
*******************************************************************************
А.Б.Санин, Эмиссионное время космических
Д.С.Анфимов, гамма-всплесков
М.Л.Литвак,
А.С.Козырев,
И.Г.Митрофанов
Введен новый параметр эмиссионного времени для описания механизма генерации
космических гамма-всплесков. Получено статистические распределение
гамма-всплесков эксперимента BATSE по этому параметру. Получены следствия
этого распледеления для космологической модели гамма-всплесков.
*******************************************************************************
В.Б.Семикоз Кинетика нейтрино в магнитоактивной
В.Н.Ораевский плотной плазме звезд и ранней Вселенной
Выводятся релятивистские кинетические уравнения (РКУ) для лептонной плазмы
при наличии сильных внешних магнитных полей. Новое РКУ для спиновой функции
распределения электронов включает слабое взаимодействие с нейтрино через
аксиальный векторный ток, отвечающий несохранению четности. Из спинового
РКУ выводится уравнение Блоха, описывающее эволюцию возмущений плотности
намагничения в поляризованном электронном газе при наличии нейтринных
потоков, что приводит к пучковой неустойчивости плазмы и раскачке спиновых
волн нейтринным пучком с инкрементом, значительно превышающим аналогичный
при раскачке ленгмюровских волн в изотропной плазме. Обсуждаются возможные
приложения коллективного взаимодействия нейтрино с плазмой при взрыве
сверхновых звезд с магнитным полем.
*******************************************************************************
А.В.Сидорова, Крупномасштабные уединенные
М.А.Еремин, возмущения в расширяющейся
И.Г.Коваленко Вселенной
Построены численные стационарные двумерные течения с ударной волной в
аккреционном потоке на черную дыру. Рассмотрена вертикальная структура
течения. Показано, что стандартные квазиодномерные модели как тонких,
так и толстых аккреционных дисков, предполагающие наличие
гидростатического равновесия в вертикальном направлении, дают
расхождение с точным решением в случае, если характерное время
релаксации к гидростатическому равновесию сравнимо с характерным
динамическим временем, что, в частности, имеет место за фронтом ударной
волны. Усреднение по вертикальной координате,
применяемое в квазиодномерных моделях аккреционных дисков, должно
корректно учитывать эффекты вертикальных движений и переменности
толщины диска. Учитываемые эффекты расширяют многообразие стационарных
трансзвуковых аккреционных течений как без, так и с ударной волной.
*******************************************************************************
Д.Д.Соколов, Распространение света во
В.Г.Ламбурт, Вселенной, однородной лишь в среднем
В.Н.Тутубалин
В 1964 г. Я.Б.Зельдович показал, что распространение света во
вселенной, плотность которой флуктуирует около некоторого постоянного
значения, систематически отличается от его распространения в
полностью однородной и изотропной вселенной. Мы показываем, что это
систематическое отличие можно характеризовать с помощью эффективной
добавочной кривизны, на которую изменяется осредненная кривизна
пространственного сечения. Эта поправка оказывается отрицательной.
Поэтому для наблюдателя вселенная, плотность которой в среднем равна
критической, выглядит как вселенная со слегка отрицательной
кривизной. При этом темп расширения соответствует критической
плотности.
*******************************************************************************
С.В.Старикова Эволюция возмущений в модели Вселенной,
Д.И.Нагирнер содержащей вещество, излучение и вакуум
А.Д.Чернин
Изучается эволюция возмущений в ранней Вселенной, состоящей из трех
невзаимодействующих компонент, а именно, пылевидного вещества, излучения
и космологического вакуума. Исходя из гидродинамических уравнений
в ньютоновом приближении и уравнения Пуассона для гравитационного
потенциала, в рамках подхода Я.Б.Зельдовича выведено уравнение,
определяющее зависимость от времени возмущения одной координаты. Никаких
предположений о малости возмущения не делается. В частном случае отсутствия
влияния излучения и плоского пространства получено аналитическое решение
уравнения, выраженное через гипергеометрические функции. В более общих
случаях изучено поведение решений в начальный момент расширения и
в отдаленной перспективе. В промежуточные моменты численным методом
рассчитывается зависимость возмущения от невозмущенного радиуса кривизны,
который также найден как функция времени. Делаются качественные выводы
о влиянии относительных долей трех учитываемых компонент на возмущения
координаты, плотности вещества и других величин.
*******************************************************************************
П.А.Тараканов, Исследование фрактальной размерности
А.В.Моисеев распределения гамма-всплесков на
небесной сфере
Существуют различные модели источников космических гамма-всплесков.
В рамках большинства моделей источники всплесков связываются с какими-либо
``обычными'' объектами. Для некотоpых классов таких объектов известны
фpактальные pазмеpности их пpостpанственных pаспpеделений. Накопленные
к настоящему времени достаточно обширные данные наблюдений гамма-всплесков
позволяют получить фpактальную pазмеpность также и для pаспpеделения
их источников. Поскольку для подавляющего большинства событий отсутствуют
какие-либо данные о pасстояниях до их источников, возможно лишь получение
фрактальной размерности pаспpеделения гамма-всплесков на небесной сфеpе.
Возможным является также исследование фрактальной размерности распределений
подклассов гамма-всплесков, выделяемых в рамках различных классификаций.
Подобные данные, при сопоставлении с результатами определений фрактальных
размерностей распределений возможных источников всплесков, являются тестом
для моделей источников всплесков.
*******************************************************************************
А.В.Темирова, Спектральные характеристики слабых
Н.С.Соболева радиоисточников обзора "Холод" и каталога
радиоисточников полосы неба (ra = 7-9 hh,
dec = 42.5 (1950) ). Оптические отождествления
Проведено отождествление радиоисточников обзора "Холод"(РАТАН-600, nu
= 3.94 ГГц) с объектами каталога NVSS (nu = 1.4 ГГц) до 5 мЯн и оценены
спектральные индексы этих объектов. Из 1311 объектов NVSS, попавших
в полосу обзора "Холод", 836 источников имеются в обоих каталогах. Средняя
плотность потока общих объектов -- 40 мЯн, медиана -- 14 мЯн. Показано, что
с увеличением плотности потока средний спектральный индекс растет. Число
объектов с инверсионными спектрами составляет 2--4 \%. Представлен также
каталог 186 радиоисточников на частоте 3.94 ГГц в области неба R.A.(1950)
= 7^h -9^h, DEC(1950) = 42 circ 30' c предельной плотностью потока ~ 5 mJy.
Для этих объектов также приводятся спектральные индексы. По данным
каталогов WENSS и NVSS подтверждена зависимость: уплощение спектрального
индекса alpha_{0.325}^{1.4} с уменьшением плотности потока. Для обоих
каталогов проведены оптические отождествления по Паломарским пластинкам
до R = 20.5^m. Средний процент отождествлений радиоисточников обзора
"Холод" с оптическими ~ 20%, для второго каталога он составляет ~ 40 %.
*******************************************************************************
О.С.Угольников Поиск возможного мезолинзирования
космических гамма-всплесков.
Двойные и тройные всплески
в каталоге BATSE
Гипотеза космологической природы гамма-всплесков, получающая сейчас все
большее количество подтверждений, предусматривает возможность
гравитационного линзирования этих источников, что наблюдалось бы как
несколько подобных по кривой блеска и спектру компонент всплеска,
разделенных определенным промежутком времени. В случае гравитационного
линзирования на теле типа шарового скопления (мезолинзирования) эта
задержка составит несколько секунд, то есть будет сравнима
с продолжительностью самого всплеска.
Поиск явления мезолинзирования был проведен среди 1512 гамма-всплесков,
зарегистрированных в эксперименте BATSE в 1991-2000 годах и имеющих
надежные кривые блеска с высоким временным разрешением. В результате было
найдено 11 кандидатов, 2 из которых (GRB 911006 и 930430B) содержали сразу
три подобные компоненты. Временные интервалы между отдельными компонентами
кривых блеска, а также отношения их яркостей были оценены по методу
наилучшего chi^2-согласия. Исходя из этих данных, сделана попытка оценки
параметров возможной гравитационной линзы.
Работа поддержана Российским Фондом Фундаментальных Исследований, грант
01-02-06247.
*******************************************************************************
В.А.Фролов Эвристическое моделирование
пульсирующей Вселенной
Предлагается эвристический подход к моделированию в космологии,
занимающейся поиском и исследованием общих закономерностей, объединяющих
мироздание в универсум -- единое целое во взаимосвязи и взаимозависимости
всех частей. Разрабатываются две эвристические модели:
системно-кибернетическая и математическая. Структурно-функциональной
основой первой модели является Космическая иерархическая цепь / КИЦ /,
которая представляет собой единую целостную открытую систему, включающую
в себя 7 звеньев: Абсолют -> Вселенная -> Метагалактика -> Галактика
-> Звезда -> Система планет -> Планета. Все звенья охвачены системой прямых
и обратных связей, посредством которых происходит триединый ритмический
обмен информацией-энергией-веществом как между отдельными звеньями, так
и со всей Цепью в целом. Спираль, охватывающая звенья КИЦ, отображает
понятие "организованности" Вернадского, воплощающее в себе спиралевидный
процесс поддержания системы подвижных равновесий около некоторых средних
значений параметров эволюционирующего колебательного континуума
проявленной Вселенной, находящейся в данный полупериод цикла в состоянии
расширения. Это близко соответствует закону квантитативной компенсации
Чижевского, распространенному на весь колебательный универсум. Близкими
по смыслу понятиями также являются понятия системного гомеостаза или,
точнее, гомеореза. Именно концепция ИДБ -- Иерархического Динамического
Баланса - является основным функциональным и понятийным содержанием
предлагаемой модели, помогающей осмыслить закономерности устойчивого
развития, эволюции Вселенной как целого в когерентном взаимодействии его
частей. Предлагаются 8 принципов Организованности Универсума. Основой
математической модели является модель колебательного универсума
с использованием принципов пространственно-временной фурье-спектроскопии
(теоремы Ван Циттера-Цернике, Хинчина-Винера, Титчмарша и др.).
Иерархически выстроенный универсум Вселенной (КИЦ), рассматриваемый как
система апертурного синтеза, является фурье-образом "Первоисточника"
-- Абсолюта. Такой подход является аналогом постановки и решения обратной
задачи восстановления "портретов" космических радиоисточников в системах
апертурного синтеза в радиоастрономии. Абсолют в качестве топологического
инварианта ($\sim$ фрактала, монады, фрагмента голограммы, "искры Божьей")
"восстанавливается" во всех звеньях Цепи. С другой стороны Абсолют может
рассматриваться как космологическая сингулярность в точке перехода
от расширения ($\sim$ эволюция) к сжатию ($\sim$ инволюция) Вселенной.
*******************************************************************************
М.Ю.Хлопов Космомикрофизика: физические основы
современной космологии
Физические основы инфляционных космологических моделей с бариосинтезом
и (многокомпонентной?) небарионной скрытой массой связаны с предсказаниями
теории элементарных частиц, нуждающимися, в свою очередь, в их
космологической проверке. Дается обзор методов космомикрофизики, выявляющих
взаимосвязь космологических сценариев и моделей элементарных частиц,
лежащих в их основе, и открывающих путь к построению физически обоснованной
теории строения и эволюции Вселенной. В частности, рассматриваются
вытекающие из космомикрофизических исследований новые явления в теории
горячей Вселенной: неоднородный бариосинтез и существование доменов
антивещества в барион-асимметричной Вселенной, предсказание сильных
первичных неоднородностей и массивных первичных черных дыр --- активных
ядер галактик, неравновесный космологический нуклеосинтез, зеркальный
и теневой мир, образование крупномасштабной структуры нестабильной скрытой
массой.
*******************************************************************************
А.Д.Чернин Космические совпадения и
электрослабые процессы в
ранней Вселенной
Дается оценка фридмановских интегралов для вакуума, скрытых масс,
барионов и излучения. Интегралы оказываются близкими по порядку
величины. Строится кинематическая модель закалки в эпоху электрослабых
температур, из которой вытекает приближенное равенство интегралов
(astro-ph/0101532).
*******************************************************************************
Н.Н.Шахворостова Поляризация реликтового
излучения при рассеянии
на плоских протообъектах
Работа посвящена исследованию возможных наблюдательных проявлений
протообъектов, относящихся к эпохе "темного времени" (10 < z < 1500),
до образования самостоятельно излучающих звезд и галактик. Эти объекты
могут проявить себя косвенно, искажая фон реликтового излучения (РИ).
В настоящее время существует теория образования больших плоских
протообъектов -- "блинов" посредством "иерархического скучивания". В работе
рассматривается взаимодействие плоского движущегося протообъекта и РИ.
Изменение интенсивности и степень поляризации РИ рассчитаны для случаев
плоского однородного и неоднородного (по плотности и по скорости) оптически
тонкого и толстого слоя. Получены формулы расчета параметров слоя
из наблюдательных данных.
*******************************************************************************
А.А.Шацкий Аксиальная магнитостатика кольцевого
тока в поле Керра
Найдены электромагнитные поля, создаваемые кольцевым током вокруг
керровской черной дыры. В применении к астрофизике квазаров в построенной
модели исследован процесс типа Блендфорда -- Знаека ускорения заряженной
частицы силовым электрическим полем (без приближения МГД- вмороженности
плазмы) вдоль оси вращения системы. Аналитически исследовано решение типа
решения Уолда (R.M.Wald) для черной дыры, помещенной в поле кольцевого
тока. Так же представлены результаты численного расчета этой модели.
*******************************************************************************
В.К.Щиголев, Точные космологические модели
М.В.Щиголев с полем Янга-Миллса
в эйнштейновской и скалярно-
тензорной теории гравитации
В работе исследованы самогравитирующие скалярные поля, нелинейность которых
индуцируется прямым взаимодействием с SO(3)-симметричным полем
Янга-Миллса (ЯМ) в космологических моделях Фридмана-Робертсона-Уокера. Для
полей ЯМ использован обобщенный анзац Ву-Янга. Найдены условия, при которых
решение для действительного скалярного поля существует. Исследованы модели
включающие идеальную жидкость и космологическую постоянную.Во всех
полученных моделях тензор поля ЯМ обладает только ненулевыми магнитными
компонентами. Простые примеры с заданными темпами эволюции масштабного
фактора продемонстрировали возможность выявления явной зависимости функции
взаимодействия от скалярного поля при некоторых режимах расширения
Вселенной. Кроме того, найдено решение аналогичной задачи
в скалярно-тензорной теории гравитации.В этом случае определению подлежали
масштабный фактор, параметр взаимодействия, скалярное и калибровочные поля
во вселенной Фридмана. Получены основные уравнения модели и найдены
их решения с ненулевыми магнитными компонентами поля ЯМ.
*******************************************************************************