Введение к работе
Актуальность темы
Общая теория относительности Эйнштейна явилась основой теоретической астрофизики и космологии 20 века. Однако на ее ограниченность указывает целый ряд обстоятельств. Попытка включения ее в общую схему квантовой теории поля приводит не только к проблеме перенормируемости, но и к проблемам микроскопического истолкования энтропии черной дыры и квантовой когерентности. С точки зрения квантовой теории, черные дыры играют роль гравитационных солитонов, обусловливающих непертур-бативные аспекты квантовой гравитации. Дальнейшее исследование гравитационных солитонов, в том числе, отличных от черных дыр, представляется весьма актуальной задачей. Астрофизические данные последних лет, в особенности обнаружение темной энергии, говорят не только о необходимости дальнейшего исследования полевых космологических моделей в эйнштейновской теории, но и изучении ее модификаций. При этом усиливается интерес к моделям струнной гравитации, которые основываются на теории суперструн, претендующей на роль объединенной квантовой теории, включающей гравитацию. Вместе с тем, теория суперструн еще далека от предложения убедительной альтернативной теории гравитации из-за неоднозначности ее предсказаний. Множество вариантов компактификации порождает многообразие моделей струнной гравитации в четырехмерном пространстве-времени, среди которых еще предстоит сделать обоснованный выбор. В связи с этим, становится важным получение новых физических следствий в таких моделях для физики черных дыр и космологии, касающихся перечисленных выше фундаментальных проблем.
Цель работы
Целью диссертационной работы является получение новых физических предсказаний струнной гравитации, именно:
1) Исследование экстремальных черных дыр в теории гетеротической стру-
ны с однопетлевыми поправками, пред ставимыми в виде члена Гаусса-Боннэ в эффективном четырехмерном действии, построение и анализ решений; получение указаний на возможность квантового перехода черная дыра — струна на основании свойств пространства решений.
Построение модели темной энергии, описывающей переход от стадии горячей вселенной к ее ускоренному расширению на более поздних этапах, на основе теории Эйнштейна-Янга-Миллса с дублетом хиггсовых полей, представляющей собой бозонный сектор теории Вайнберга-Салама.
Построение новых топологически нетривиальных солитонов цилиндрической симметрии в теории Эйнштейна-Янга-Миллса с группой SU{2).
Научная новизна
Результаты, полученные в диссертационной работе, являются новыми. К их числу относится построение новой модели экстремальных черных дыр в теории гетеротической струны с квантовыми поправками, вычисление энтропии с учетом этих поправок, указание на возможность квантового перехода струна — черная дыра в данной модели. Новой является космологическая модель, основанная на классических решениях теории гравитации с конденсатами полей, входящих в бозонный сектор теории Вайнберга-Салама. Также новыми являются цилиндрически-симметричные солитоны в теории Эйнштейна-Янга-Миллса, интерпретируемые как сверхпроводящие струны.
Практическая и научная ценность
Полученные результаты выявляют новые аспекты струнной гравитации, которые представляют интерес для приложений к теории черных дыр и космологии. Они позволяют продвинуться в понимании конечной стадии испарения черных дыр, открывают возможность неабелевых топологических дефектов нового типа в калибровочных теориях с учетом гравитации, а также указывают на существование режимов ускоренного расширения в космологии, непосредственно опирающихся на стандартную модель теории элементарных частиц.
Апробация диссертации и публикации
Основные результаты диссертации неоднократно докладывались на семинаре кафедры теоретической физики Московского Государственного Университета, а также международных школах и конференциях «Ломоносовские чтения —2005» (Москва 2005), «12-я Российская гравитационная конференция» (Казань 2005), «Научная сессия-конференция секции ЯФ ОФН РАН „Физика фундаментальных взаимодействий"» (Москва 2005), «Международная конференция по гравитации, космологии, астрофизике и нестационарной газодинамике, посвященная 90-летию со дня рождения проф. К.П.Станюковича» (Москва 2006), «Ломоносовские чтения — 2007» (Москва 2007), «13-я Российская гравитационная конференция» (Москва 2008).
По теме диссертации опубликовано 9 работ.
Структура и объем диссертации
