Conveners
Гравитация и космология
- Председатель: Александр Захаров
Гравитация и космология
- Председатель: Александр Долгов
Гравитация и космология
- Председатель: Ирина Арефьева
Гравитация и космология
- Председатель: Елена Арбузова
Гравитация и космология
- Председатель: Сергей Пастон
Гравитация и космология
- Председатель: Сергей Вернов
Гравитация и космология
- Председатель: Дмитрий Фурсаев
Гравитация и космология
- Председатель: Михаил Смоляков
Первичные черные дыры и элементарные частицы - два основных кандидата на роль темной материи. Недавно предложен механизм бариогенезиса, осуществляющийся в захватах свободно падающих тяжелых частиц и античастиц первичными черными дырами. Такой механизм требует нарушения C и CP симметрии в процессах рассеяния, при этом барионное число может быть сохранено на уровне взаимодействия элементарных...
В нашей работе 1993 года с Силком (J. Silk) был предложен инвертированный механизм образования галактик, за счет зародышей в форме
первичных черных дыр большой массы. В настоящее время гипотеза о зародышах была переоткрыта в ряде статей под давлением наблюдений космических телескопов Хаббла, Джеймса Вебба и системы телескопов АЛМА.
В качестве зародышей предлагаются массивные черные дыры,...
We investigate isotropic and homogeneous cosmological scenarios in the scalar-tensor theory of gravity with non-minimal derivative coupling of a scalar field to the curvature given by the term $(\zeta/H_0^2) G^{\mu\nu}\nabla_\mu\phi \nabla_\nu\phi$ in the Lagrangian. In general, a cosmological model is determined by six dimensionless parameters: the coupling parameter $\zeta$, and density...
Рассматриваются основанные на обобщенных альфа-аттракторах однополевые модели космологической инфляции, предсказывающие формирование первичных черных дыр. Поскольку первичные черные дыры в этих моделях возникают в результате гравитационного коллапса больших скалярных возмущений плотности, на 6-7 порядков превышающих масштаб реликтового излучения, квантовые поправки могут быть сравнимы с...
Хотя существование во Вселенной первичных черных дыр пока не доказано, ряд наблюдаемых процессов в астрофизике и космологии может объясняться присутствием первичных черных дыр. Примером могут служить сверхмассивные черные дыры в ранних галактиках и квазарах и регистрируемые гравитационно-волновые всплески. В докладе указаны возможные пути расширения стандартной LCDM-космологии при наличии...
Рассмотрена задача нахождения решений и спектра уравнения Клейна–Гордона для свободного массивного вещественного скалярного поля в метрике Керра. Показано, что радиальную часть этого уравнения в указанной метрике можно привести к виду конфлюэнтного уравнения Гойна, а соответствующие решения выразить через конфлюэнтные функции Гойна. При изучении асимптотик решений на бесконечности выделены...
В работе получено решение уравнений полуклассической $f(R)$ теории гравитации,описывающее черную дыру в $(4+\text{n})$-мерном пространстве-времени. Предполагается, что дополнительное пространство представляет собой $n$ - мерную сферу постоянного радиуса, много меньшего характерного масштаба кривизны четырехмерной части пространства.
Представлен численный квазиклассический расчет вероятности распада ложного вакуума для скалярного поля с игрушечным потенциалом в метрике Шварцшильда. Вычисления основаны на решениях классических уравнений поля на определенном контуре в комплексном времени и с особыми начальными условиями.
В 1973 году Джеймс Бардин обсудил мысленный эксперимент, в котором предполагается, что за черной дырой находится светящийся экран. В этом случае наблюдатель увидит небольшое темное пятно (тень) на фоне экрана. Долгое время эта модель не имела приложения к астрофизическим черным дырам, поскольку в астрономии нет яркого экрана за черной дырой, а также долгое время преимущественно рассматривались...
Данный доклад посвящен проверке расширенных теорий гравитации с помощью актуальных астрономических данных. Первый предложенный способ это проверка с помощью изображений, полученных EHT для сверхмассивных черных дыр M87 и Sgr A. На данный момент известно, что обе черные дыры быстровращающиеся, поэтому требуется получение вращающихся решений. В данной работе получены решения для шести...
Форма изображения черной дыры зависит от теории гравитации в режиме сильного поля, когда гравитационный потенциал порядка квадрата скорости света. Недавние первые наблюдения изображений черных дыр SgrA и M87 радиоинтерферометром Телескоп Горизонта Событий подтверждают правильность Общей Теории Относительности (ОТО) Эйнштейна лишь с небольшой точностью. В ближайшие десятилетия единственный...
Благодаря постоянному появлению и уточнению новых астрономических данных становится возможным рассмотреть предсказания современных расширенных теорий гравитации, в перспективе имея в виду их селекцию, поэтому результаты гравитационно-волновой астрономии, фотографирования черных дыр и другие достижения астрофизики формируют предназначенную для такой селекции систему тестов.
We study the models of dilaton gravity with focus on tractability. It appears that recently celebrated island formula being applied in naive way does not reproduce unitary Page curve for near-extremal black holes. We speculate if it has limits and propose some approaches to analyse black hole evaporation.
В данном докладе я расскажу про свойства энтропии зацепленности квантовых полей в пространствах чёрных дыр и в пространстве де Ситтера. Будет получена явная временная зависимость энтропии зацепленности конечных областей, в которых собирается излучение Хокинга безмассовых дираковских фермионов на фоне данных геометрий с учётом вклада от островов зацепленности и без них. Я покажу наличие...
In this talk we will consider how a different notions of quantum chaos arize in black holes and quantum field theory. We show how the quantum chaos (spectral form factor, eigenvalues repulsion) arises in out-of-equilibrium states if field and in the spectrum of normal modes black holes/de Sitter universe, low-dimensional black hole, discuss the implications for holographic correspondence and...
In this study, we examine the dynamics of entanglement entropy and entanglement islands within a two-sided extension of the Schwarzschild black hole enclosed in a cavity. By introducing a reflecting boundary in the eternal black hole exteriors, we effectively regulate the infrared modes of Hawking radiation, leading to the saturation of entanglement entropy at a constant value. Notably, this...
Одним из наиболее интригующих источников гравитационных волн являются фазовые переходы первого рода в ранней вселенной. Изучение их гравитационно-волнового спектра предлагает принципиально новые инструменты верификации моделей физики частиц. Ранее мы рассмотрели модель составного бозона Хиггса в рамках голографического подхода и оценили спектр гравитационных волн, образованных в ходе...
Загадка природы темной материи является одной из интереснейших проблем современной теоретической физики. Отсутствие прогресса в попытках прямого детектирования темной материи оставляет возможность считать, что связанные с ней эффекты являются чисто гравитационными. Идея заключается в переходе от ОТО к некоторой модифицированной теории гравитации, уравнения которой были бы более общими, чем...
Будут представлены результаты современных ограничений на плотность ультралегкой скалярной темной материи путем регистрации квази-монохроматического сигнала в остаточных уклонениях прихода импульсов пульсаров (пульсарный тайминг), который был предложен в оригинальной работе А. Хмельницкого и В.А. Рубакова в 2014 году. Во второй части доклада будут представлены результаты поиска эффекта...
Я расскажу про осциллоны - необычно долгоживущие осциллирующие сгустки поля, которые возникают во многих скалярных теориях и могут существенно влиять на некоторые космологические сценарии.
В докладе будет показано, как их большие времена жизни в модели общего вида можно объяснить сохранением нетопологического заряда в приближённой эффективной теории для осциллонов, заодно получив их...
Dwarf spheroidal galaxies (dSph) are recognized as being highly dominated by Dark Matter (DM), making them excellent targets for testing DM models through astrophysical observations. One effective method involves estimating the coarse-grained phase-space density (PSD) of the galactic DM component. By comparing this PSD with that of DM particles produced in the early Universe, it is possible to...
Одной из главных задач современной физики является установление природы темной материи. Согласно последним наблюдениям её вклад в плотность энергии во Вселенной составляет около 25%. На данный момент существует множество различных кандидатов на роль частиц темной материи: стерильные нейтрино, аксионы, WIMP и другие. Например, стерильные нейтрино с массами несколько кэВ могут распадаться на...
In the Einstein--Gauss--Bonnet (EGB) gravity models, the slow-roll approximation was extended taking into account the first order of slow-roll parameter δ1=−2H2ξ′/U0 proportional to derivative of the Gauss-Bonnet coupling function ξ with respect to e-folds. Such extensions lead to the question about accuracy of potential reconstruction during attractors generalization in the EGB gravity. We...
For inflationary models with nonminimally coupled scalar fields, we find more accurate expressions of the standard slow-roll parameters as functions of the scalar field. We propose new slow-roll equations. We check the accuracy of approximations considered, comparing them with numerical inflationary solutions founded without any approximations. Note that new slow-roll approximations have been...
Рассматривается соответствие моделей космологической инфляции современным наблюдательным данным. Предложен метод классификации космологических моделей по характеру зависимости между параметрами космологических возмущений. Рассматриваются методы построения соответствующих наблюдательным данным инфляционных моделей на основе гравитации Эйнштейна и модифицированных теорий гравитации. Представлен...
Рассмотрены типы инфляционных потенциалов, приводящих к возникновению особенностей в спектре возмущений плотности типа "бамп" и "крыло". Исследованы наблюдательные проявления таких спектров и их влияние на функцию масс гравитационно-связанных гало и профиль плотности гало.
The model of vacuum energy compensation due to interaction of a nonlinear function of scalar field $\phi$ with curvature scalar is proposed. The form of the function $f(\phi)$ is adjusted to lead to the canonical cosmological evolution and to the observed value of dark energy.
We study a spatial-temporal structure of quantum fluctuations in the stress-energy tensor of zero-point modes for a scalar field in order to formulate a covariant model. The model describes an invariant vacuum contribution to the cosmological constant in the non-stationary coherent state in a finite volume. Bare and effective mean values of vacuum energy density are compared.
В этом докладе представлен краткий обзор развития и текущего состояния исследований моделей ранней Вселенной без начальной сингулярности, а именно сценариев космологического отскока и генезиса, построенных в рамках широкого класса скалярно-тензорных теорий, в частности теорий Хорндески и их обобщений. Обзор сосредоточен на темах, связанных с линейной устойчивостью на уровне возмущений на фоне...
Применение теории Хорндески в поздней космологии оказывается существенно ограниченным, ввиду строгих экспериментальных ограничений на разницу между скоростью гравитационных и электромагнитных волн, выведенные из события GW170817. Это ограничение предполагает, что фотон с минимальной связью не модифицируется даже в масштабах, в которых общая теория относительности (ОТО) может нуждаться в...
We consider a general dynamical, spherically symmetric background in Horndeski theory. Within this framework, we analyze the stability conditions for high-energy modes and study the issue of the no-go theorem for cubic and quartic subclasses of Horndeski theory. In particular, we formulate the no-go theorem for weak dependence on one variable (time or radial) and derive its generalization to...
In this talk I will discuss an interesting model of the early Universe with bounce and its features. Within this model we show that the correct spectra of cosmological perturbations may be generated at early contracting epoch, with mild fine-tuning ensuring that the scalar spectral tilt and tensor-to-scalar ratio are consistent with observations. The smallness of tensor-to-scalar ratio is...
Обсуждаются космологические возмущения в различных подклассах теории Хорндески с дополнительным кручением. Найдено устойчивое решение в кубическом подклассе, а в квадратичном сформулирована запрещающая теорема.
Построение стабильных космологических решений в подклассе скалярно-тензорных теорий модифицированной гравитации, характеризующейся наличием вторых производных в лагранжиане, сопровождается нетривиальностью, связанной с существованием запрещающей теоремы. Использование явно калибровочно-инвариантного действия позволяет построить ранее неразрешенные космологические модели (генезис, решение с...
Effective quantum gravity provides a tool to study quantum gravitational effects below the Planck scale. Because of the effective nature of the theory, it has an infinite number of interaction terms and an infinite set of Feynman interaction rules. I developed a theoretical framework that allows the generalisation of the interaction rules for any order of perturbation theory. The framework is...
Модель электрона Керра-Ньюмана (КН), порождaeмая гравитационным полем сверхвращающейся черной дыры КН, предложенная В.Картером и затем В.Израэлем и К.Лопезом и др. модифицируется нами до излучающей черно-белой дыры, которая теряет горизонты и не только поглощает, но и излучает согласованное с гравитацией электромагнитное (ЕМ) поле. В дальней зоне решение является классическим типа D по...
Аксионные звезды - это гравитационно-связанные капли конденсата Бозе-Эйнштейна, которые образуются в некоторых космологических моделях с легкой бозонной (аксионоподобной) темной материей. Мы изучаем рост этих объектов за счет бозе-конденсации на них темных частиц. А именно, мы демонстрируем, что гравитационные столкновения в газе темных частиц приводят к самоподобной эволюции их функции...
Many cosmological models, which describe the global evolution of the Universe, include scalar fields. To describe only one epoch of the Universe evolution, single-field models can be used. Using two-field models, one can explore multiple epochs or multiple physical phenomena. Models with a single scalar field nonminimally coupled to gravity can be transformed to models with a minimally coupled...
Мы пересматриваем сценарий циклической Вселенной в скалярной космологии Фридмана-Робертсона-Уокера и проверяем его применимость для неминимально связанного скалярного поля. Мы показываем, что для наиболее популярного случая потенциала четвёртой степени и стандартной квадратичной функции связи этот сценарий работает. С другой стороны, мы выявляем определенные случаи, когда циклическая модель не...
We generalize recent results in two-dimensional Jackiw-Teitelboim gravity to study factorization of the Hilbert space of eternal black holes in quantum gravity with a negative cosmological constant in any dimension. We approach the problem by computing the trace of two-sided observables as a sum over a recently constructed family of semiclassically well-controlled black hole microstates. These...
В докладе обсуждаются особенности подхода к квантованию гравитации в формализме расширенного фазового пространства, которые выделяют его среди других подходов. Прежде всего, это гипотеза о том, что Вселенная может иметь нетривиальную топологию, которая была поддержана Уилером, Хокингом и другими основоположниками квантовой гравитации. Однако эта гипотеза вступает в противоречие с...
The phenomenological description of the cosmological particle production in the frame work of the induced gravity is investigated. It appears that the source terms with the particle number density in the creation law can be interpreted as the invisible part of the Universe. It is shown that there is a gauge that restores the General Relativity in which our model is equivalent to the...
В докладе представлено описание процедуры канонического квантования свободных скалярного, спинорного и электромагнитного полей над горизонтом вечной черной дыры Шварцшильда. Показано, что в получающихся теориях выполняются канонические коммутационные соотношения, а гамильтонианы имеют стандартную диагональную форму без патологий. В случае скалярного поля обсуждаются физические проявления...
In this work, hybrid metric-Palatini gravity is considered in the context of compact binary systems, specifically binary pulsars and inspiralling compact binary systems. Updated observational data from the double pulsar PSR J0737-3039 are used to investigate the theory. Additionally, gravitational waveforms from inspiralling compact binary systems are derived within the quasi-circular...
Используя открытый код ${\mathcal C}$osmo${\mathcal L}$attice, мы производим численные симуляции системы доменных стенок и излучаемых гравитационных волн в радиационно-доминированной Вселенной в теории скалярного поля с $Z_2$-симметрией. В частности, эволюция системы доменных стенок исследуется до и после установления скейлинг-режима, с использованием численных и аналитических методов. Мы...
Недавно в наблюдениях пульсаров было получено сильное указание на существование стохастического гравитационно-волнового фона. Я расскажу, как этот фон можно интерпретировать в терминах первичных гравитационных волн, испускаемых протяженными топологическими объектами в ранней Вселенной, а именно доменными стенками. Последние обычно возникают в системах, где происходит спонтанное нарушение...
Gravitational shockwaves are geometries where components of the transverse
curvature have abrupt behaviour across null hypersurfaces, which are fronts of the
waves. We develop a general approach to describe classical field theories on such
geometries in a linearized approximation, by using free scalar fields as a model.
Perturbations caused by shockwaves exist above the wave front and are...
Ударные гравитационые волны (УГВ) порождаются ультрарелятивистскими источниками и описывают резкое кратковременное изменение кривизны пространства-времени на фронте волны. Как следствие, в полевых системах на фоне такой геометрии могут возникать новые физические эффекты: излучение, вторичные ударные волны. Мы рассмотрим случай электромагнитного поля: поведение решений вблизи фронта УГВ,...
Within the framework of General Relativity, it can be shown that gravitational waves are radiated with the merger of massive compact objects. Such gravitational wave signals are observed on Earth on various detectors, in particular, on Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) and Virgo. During the operation of these detectors, many events have been detected. Those events are...
В современной космологии и астрофизике все более важную роль начинает играть поиск экзотических структур во Вселенной: топологических дефектов, косвенных проявлений многомерности пространства-времени, а также кротовых нор и первичных черных дыр широкого диапазона масс. Такой интерес, с одной стороны, обусловлен существующими пробелами в понимании единой картины физических взаимодействий и...
