Введение к работе
Актуальность проблемы. Вопрос о существовании вращения вселенной как. целого был поднят по крайней мере 50 лет нзлад и до сих пор не имеет удовлетворительного ответа. Известно, что почти все космические обьекты, включая галактики и их скопления, вратаются. Как показано многими авторами, это вращение может индуцировать глобальное вращение вселенной. Результаты наблюдений Берча (1982) по обнаружению дипольно» анизотропии угла между преимущественным направлением вектора поляризации и направлением ыакошальной вытянутостл протяженного радиоисточннка, а также исследования внегалактических источников группой Андреасяна (Бюраканская астрофизическая обсерватория), стимулировали в последние годы интерес к проблеме вращения вселенной. Известно, что в современную эпоху скорость вращения вселенной весьма мала. Верхняя оценка по-видимому составляет 10~13 рад/год. Но на ранней стадии эволюции эта скорость могла быть значительной и, следовательно, могла существенно влиять на физические процессы во вселенной.
К настоящему моменту известны моделл с вращением как с нарушением причинности, так и без. Как показали последние исследования по проблемам так называемой "машины времени" (Моррис М.С., Торн К.С., Новиков ЇЇ.Д. и др.), вопрос причинности далеко нетривиален. Нарушение закона причинности вполне может быть согласовано с принципами общей теории относительности. Известно, что локально закон причинности выполняется, но действует ли он на больших космологических масштабах? Этот вопрос требует дополнитеьных исследований и, в конечном счете,
экспериментальной проверки.
Целью диссертационного исследования является анализ поведения скалярного и электромагнитного полей за пределами оптико-геометрического приближения в причинной it нелричшшой метрике Гедслсвского тина, как стационарной, так и нестационарной.
Научная новизна. В диссертационной работе получено точное решение уравнений Клейна-Гордона для массивного скалярного поля с конформной сиянью в общем случае стационарных метрик Гедслсвского типа в декартовой и цилиндрической системе координат. Впервые изучено влияние отсутствия причинности, наличия глобального вращения, а также конформной связи на спектр частот скалярного поля.
В рамках монадлого формализма получено точное решение уравнений Максвелла в нестационарной метрике Гецслев^кого типа общего вида. Исследован спектр частот электромагнитного поля в причинной и нспричинпой метриках и рассмотрены наблюдательные следствия нарушения причинности. Изучено влияние поляризации электромагнитного поля на спектр частот. Также показано, что использование метода эффективной среды, в отличие от монадлого метода, приводит в целом к неверным значениям спектра частот.
Впервые предложен метод ВКЕ разложения для исследования характеристик электромагнитного поля в нестационарной метрике Геделевско-го типа.. В первом порядке этого разложения рассмотрен тензор энергим-лмпульса и сосчитаны сохраняющиеся величины в случае нелричшшой метрики.
Научная и практически ценность работы. Результаты рабо-лл получены за рамками оптико-гсоистричсского приближения. Это дает прянцииналілую возможность на основании локальных экспериментов сделать заключение, является ли наша, вселенная вращающейся м причинной.
Полученные результаты могут быть использованы в исследованиях по космологии и астрофизике.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на 7-й Всесоюзной конференции "Современные теоретические и экспериментальные проблемы теории относительности и гравитации" в Ереване (1988 г.), на школе-совещании "Основания современной физики" в Сочи (1990 г.), на международной шхоле-оовешании "Квантовая космологии" в Одессе (1990 г.), на международной- конференции "Лобачевский и современная геометрия" в Казани (1992 г.), на 8-й Российской конференции "Теоретические и экспериментальные проблемы гравитации" в Пушино (1993 г.), на международной семинаре 'Теаметрнзация физики: истоки, развитие и современные направления" в Казани (1993 г.;, на национальной конференции с международным участием Spanish Relativity Meeting — Relativistic Astrophysics and Cosmology в Испании (1995 г.), на мєжґ народной конференции Third Workshop on Quantum Field Theory under the Influence of External Conditions в Германии (1995 т.), а также-на семинарах Фридма.-новской лаборатории, Казанского и Московского государственных университетов, отдела Гравитации и фундаментальной Метрологии ВНИИМС и гравитационного общества.
Публикации- Но теме диссертации опубликовано 7 работ.
Обьем it структура диссертации. Диссертация состоит из Введения, трех Глав, Заключения и списка цитируемой литературы из 132 наименований. Объем диссертации составляет 97 страниц текста, набранного в издательской системе LaTEX.
