Теоретические проблемы гравитации, космологии, астрофизики и небесной механики
Теоретические проблемы гравитации, космологии, астрофизики и небесной механики
Цели проекта
- Построение теоретических моделей в рамках обобщенных теорий гравитации, описывающих эволюцию Вселенной и свойства локальных гравитирующих объектов – чёрных дыр, кротовых нор, скоплений тёмной материи.
- Разработка новых математических методов на стыке квантовой механики, теории поля и гравитации.
- Решение актуальных задач космической навигации и релятивистской небесной механики.
- Разработка методов орбитального построения космических систем, а также методов осуществления динамических операций на орбитах.
Руководитель проекта
Все участники
Ефремов Александр Петрович
Проректор по учебной работе, доктор физико-математических наук, профессор
Результаты проекта
Получен и исследован новый класс решений уравнений гравитации в виде динамических «кротовых нор» с источником в виде нелинейного электромагнитного поля.
Получены и исследованы обобщенные решения мелвиновского типа в многомерной гравитации, отвечающие алгебрам Ли 3-го и 4-го ранга и описывающие флаксбраны (гравитационно-магнитные конфигурации с цилиндрической симметрией).
Получены новые космологические решения в модели Эйнштейна-Гаусса-Бонне с космологической постоянной и экспоненциальной зависимостью масштабных факторов от времени.
Изучен механизм стабилизации дополнительных измерений с учетом квантового эффекта Казимира в нелинейной многомерной гравитации с несколькими дополнительными фактор-пространствами.
Предложен возможный механизм устранения гравитационной сингулярности в шварцшильдовской черной дыре за счет эффектов квантовой поляризации вакуума в полуклассическом приближении.
Произведены оценки эффективности извлечения энергии в процессе столкновения частиц вблизи горизонта событий во вращающихся черных дырах.
Произведен анализ эффекта отклонения световых лучей в гравитационном поле вращающейся заряженной черной дыры типа Керра—Ньюмена в рамках эддингтоновского подхода в общей теории относительности.
Исследованы модели гравитационных конфигураций типа черных дыр и «кротовых нор» в обобщенных теориях гравитации типа Эйнштейна—Гаусса—Бонне, произведен анализ стабильности «кротовых нор», выявлены характеристики неустойчивостей общего вида.
Вычислены квазинормальные моды фермионов на фоне метрики керровской черной дыры.
Изучены эффекты гравитационного отклонения орбит космических тел в Солнечной системе в приближении полей Шварцшильда и Керра. Рассмотрен гипотетический эффект гипердвижения в ОТО («двигатель Алькубьерре»), оценены параметры двигателя, сделан вывод о несущественном влиянии излучения Хокинга на рабочую область. Разработана инновационная вычислительно-оптимизированная схема для систем управления космическими аппаратами, основанная на кватернионно-векторном релятивистском формализме. Предложена и обоснована концепция локально-геостационарных орбит для оптимизации траекторий спутниковых систем.
Область исследования
- Теория поля, гравитация и космология
- Методы управления космическими аппаратами, защита от астероидной опасности
- Гравитация, космология и релятивистская астрофизика