Дисертацію присвячено побудові теорії гравітаційного поля квазізамкненого та замкненого світів та застосуванню її у вирішенні проблем загальної теорії відносності та квантової гравітації. Знайдено точні розв'язки рівнянь Ейнштейна для гравітаційного поля аксиального джерела та вивчено граничні випадки. Запропоновано новий підхід до проблеми зшиття гравітаційних полів на основі представлення умов з'єднання у вигляді скалярних інваріантів. Побудовано класичну та квантову теорії гравітації для всесвіту Фрідмана зі скалярним полем та випромінюванням із добре визначеною часовою змінною. Показано, що квантовий всесвіт може знаходитись у квазістаціонарних станах. Досліджено його властивості у планківську добу та у станах з великими квантовими числами. Обчислені параметри порівняно з даними нашого Всесвіту.

Індекс рубрикатора НБУВ: В317.24,022 + В692,022

Рубрики:

Теорія фазових переходів і критичних явищ

Моделі Всесвіту

Шифр НБУВ: РА329348 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено напіваналітичний підхід до обчислення кутового спектра потужності на великих масштабах для точного й ефективного здійснення процедури нормування. Визначено локалізацію накопичення внеску до пізнього інтегрального ефекту Сакса - Вольфа у часовому інтервалі. Вдосконалено та розширено аналітичні апроксимації, використані для передбачення положень та амплітуд акустичних особливостей кутового спектра залежно від космологічних параметрів. Проаналізовано дані експериментів з вимірювання флюктуацій температури BOOMERanG, MAXIMA та DASI; модельно-незалежним методом встановлено присутність акустичних особливостей у дослідженому спектрі, оцінено достовірність їх визначення та його похибки. Тестовано інфляційну космологічну модель щодо відповідності проаналізованим даним. Визначено обмеження на значення космологічних параметрів: густини енергії речовини та баріонів, нахилу післяінфляційного спектра потужності збурень густини, вмісту густини енергії космологічної константи, сталої Габбла.

Проаналізовано динаміку розширення однорідного ізотропного Всесвіту та формування його великомасштабної структури в багатокомпонентній космологічній моделі з темною енергією, що моделюється мінімально зв'язаним скалярним полем з двома різними типами лагранжіана (класичним і тахіонним) та узагальненим лінійним баротропним рівнянням стану. Показано, що минула динаміка розширення та майбутнє Всесвіту - вічне прискорене розширення або зупинка розширення та колапс - повністю визначаються сучасною густиною енергії скалярного поля та співвідношенням між його теперішнім і попереднім параметрами рівняння стану. Зазначено, що здатність таких моделей темної енергії до кластеризації та їх вплив на спектр потужності збурень густини матерії залежать від того самого співвідношення й "ефективної швидкості звуку" в скалярному полі, яка визначається його лагранжіаном. Зроблено висновок, що такі скалярні поля з різними значеннями цих параметрів можуть бути принципово розрізненими. На параметри космологічних моделей з такими типами темної енергії накладено обмеження шляхом порівняння теоретичних передбачень з відповідними спостережувальними даними. Проаналізовано властивості таких скалярно-польових моделей темної енергії з найоптимальнішими параметрами та можливості їх розрізнення за даними спостереженої космології.

Індекс рубрикатора НБУВ: В692,022

Рубрики:

Моделі Всесвіту

Шифр НБУВ: ДС50230 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Увагу приділено вивченню космологічних моделей з ідеальними рідинами та скалярними полями, їх фонових моделей, а також збурень. Досліджено скалярні збурення Фрідман-Робертсон-Уокер метрики глибоко всередині комірки однорідності для моделі Всесвіту, заповненого неоднорідно розподіленими дискретними структурами (галактиками, групами та кластерами галактик), космологічною константою й ідеальною рідиною з від'ємним сталим параметром рівняння стану. В рамках використаного підходу такі рідини є сумісними з теорією скалярних збурень у випадку неоднорідності (кластеризованості) та відповідності параметра рівняння стану значенню ω = - 1 / 3. Зазначено, що відповідні фізично обґрунтовані розв'язки рівняння для нерелятивістського гравітаційного потенціалу мають місце для плоскої, відкритої та закритої топології Всесвіту. Для космологічної моделі Всесвіту, заповненого скалярним полем, мінімально з'єднаним із гравітацією, а також пилоподібною речовиною та радіацією, зв'язане скалярне поле в рамках механічного підходу поводиться як двокомпонентна ідеальна рідина (космологічна константа та мережа фрустрованих космічних струн), а потенціал такого скалярного поля в даний момент часу є дуже плоским для даної моделі. Показано, що флуктуації густини енергії скалярного поля зосереджуються навколо галактик, екрануючи їх гравітаційні потенціали. В рамках підходу космологічного екранування вивчено вплив пекулярних швидкостей на гравітаційний потенціал для моделі Всесвіту, наповненого ідеальною рідиною з постійним параметром рівняння стану - наприклад, радіацією. Для радіації одержано вираз для гравітаційного потенціалу в інтегральній формі, а також продемонстровано модуляцію гравітаційного потенціалу акустичними осциляціями через наявність пекулярних швидкостей (чисельний розрахунок). Крім того, показано, що пекулярні швидкості впливають на гравітаційний потенціал у випадку фрустрованої мережі космічних струн із ω = - 1 / 3.