Геодезические для решений типа черная дыра в моделях скалярно-тензорной гравитации
Аннотация
В настоящий момент общая теория относительности хорошо описывает наблюдаемые явления, однако у нее существует ряд недостатков как теоретического, так и космологического характера. Отсюда получается запрос на создание новой теории гравитации, лишенной этих недостатков.
Скалярно-тензорные теории гравитации представляют собой хорошо определенную и общеизвестную альтернативу ОТО. В данной работе рассмотрена наиболее общая скалярно-тензорная теория гравитации Хорндески-Галилеон (Int. J. Theor. Phys. 1974. Vol. 10. P. 363–384.). Эта модель интересна в связи с большими перспективами для космологии и теоретической физики, где она с большим успехом применяется (Class.
Quant. Grav. 2013. Vol. 30. P. 214006.). Однако для того, чтобы претендовать на роль теории, обобщающей ОТО, теория должна описывать Вселенную не только на космологических, но и на астрономических масштабах. Для этого важно существование в модели решений, описывающих локальные астрономические объекты, согласующиеся с современными наблюдательными данными. Такими решениями являются аналоги метрики Шварцшильда, так как данное решение описывает не только черные дыры, но и сферически-симметричное гравитационное поле вокруг других объектов, а в пределе слабого поля может (с учетом поправок) описывать и Солнечную систему.
На данный момент в теории Хорндески-Галилеон найдены решения типа черная дыра (J. Phys. Conf. Ser. 2015. Vol. 600. P. 012003.; JHEP. 2014. Vol. 1408. P. 106.), однако проверка этих решений на предмет согласованности с астрономическими наблюдениями отсутствует.
Целью данной работы являлось:
1. Рассмотрение решений типа черная дыра как кандидатов в астрономические объекты.
2. Нахождение уравнений геодезических и исследование движение пробных частиц в поле черной дыры.
3. Сравнение полученных результатов с результатом для метрики Шварцшильда и оценка адекватности этих решений как кандидатов в наблюдаемые объекты.
Результат проведения работы:
1. Из экспериментальных данных получены ограничения на параметры модели.
2. Установлено, что в решении типа черная дыра, предложенном Бабичевым и Шармозисом в работе (JHEP. 2014. Vol. 1408. P. 106.), отсутствуют стабильные орбиты.
3. Было получено новое решение типа черная дыра.
4. Доказано существование стабильных орбит в новом решении.
5. Получены параметры последней стабильной круговой орбиты.
6. Проведено сравнение параметров последней стабильной круговой орбиты для нового решения с теми параметрами, что предсказывает ОТО. Доказано отличие этих параметров.
7. Высказаны предположения о влиянии поправки к метрике Шварцшильда на стабильность орбит.
Скалярно-тензорные теории гравитации представляют собой хорошо определенную и общеизвестную альтернативу ОТО. В данной работе рассмотрена наиболее общая скалярно-тензорная теория гравитации Хорндески-Галилеон (Int. J. Theor. Phys. 1974. Vol. 10. P. 363–384.). Эта модель интересна в связи с большими перспективами для космологии и теоретической физики, где она с большим успехом применяется (Class.
Quant. Grav. 2013. Vol. 30. P. 214006.). Однако для того, чтобы претендовать на роль теории, обобщающей ОТО, теория должна описывать Вселенную не только на космологических, но и на астрономических масштабах. Для этого важно существование в модели решений, описывающих локальные астрономические объекты, согласующиеся с современными наблюдательными данными. Такими решениями являются аналоги метрики Шварцшильда, так как данное решение описывает не только черные дыры, но и сферически-симметричное гравитационное поле вокруг других объектов, а в пределе слабого поля может (с учетом поправок) описывать и Солнечную систему.
На данный момент в теории Хорндески-Галилеон найдены решения типа черная дыра (J. Phys. Conf. Ser. 2015. Vol. 600. P. 012003.; JHEP. 2014. Vol. 1408. P. 106.), однако проверка этих решений на предмет согласованности с астрономическими наблюдениями отсутствует.
Целью данной работы являлось:
1. Рассмотрение решений типа черная дыра как кандидатов в астрономические объекты.
2. Нахождение уравнений геодезических и исследование движение пробных частиц в поле черной дыры.
3. Сравнение полученных результатов с результатом для метрики Шварцшильда и оценка адекватности этих решений как кандидатов в наблюдаемые объекты.
Результат проведения работы:
1. Из экспериментальных данных получены ограничения на параметры модели.
2. Установлено, что в решении типа черная дыра, предложенном Бабичевым и Шармозисом в работе (JHEP. 2014. Vol. 1408. P. 106.), отсутствуют стабильные орбиты.
3. Было получено новое решение типа черная дыра.
4. Доказано существование стабильных орбит в новом решении.
5. Получены параметры последней стабильной круговой орбиты.
6. Проведено сравнение параметров последней стабильной круговой орбиты для нового решения с теми параметрами, что предсказывает ОТО. Доказано отличие этих параметров.
7. Высказаны предположения о влиянии поправки к метрике Шварцшильда на стабильность орбит.