مجلۀ پژوهش فیزیک ایران

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

هیئت دبیران

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

پیوندهای مفید

پرسش‌های متداول

فرایند پذیرش مقالات

اطلاعات آماری نشریه

اخبار و اعلانات

مقایسۀ نظریه‌های تانسوری و برداری گرانش

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشگاه دولتی پرم: پِرْمسکی گُسودارْسْتْوِنْی ناتسیونالْنی اِسْسْلِدْوْواتِلْسکی اونیْوِرْسیتِت (دانشگاه ملی پژوهشی دولتی پرم) کد پستی: ۶۱۴۹۹۰ خیابان بوکیروا، شماره‌ی ۱۵، شهر پرم، فدراسیون روسیه

چکیده

در این مقاله، کمیت‌های فیزیکی در محیط‌های پیوسته در فضا-زمان خمیده و معادلات مربوط به ماده و میدان‌ها، هم از دیدگاه نظریۀ تانسوری گرانش و هم بر پایۀ نظریۀ برداری گرانش مورد بررسی قرار گرفته‌اند. یک مثال از نمونه‌ای نخست، نظریۀ نسبیت عام (GTR) است که از میدان‌های اسکالر فشار و شتاب استفاده می‌کند. در حالت دوم، میدان‌های برداری نسبیتی مد نظر قرار می‌گیرند که شامل نظریۀ هم‌وردا گرانش، میدان فشار برداری و میدان شتاب برداری می‌شود. برای تحلیل و مقایسۀ نتایج در هر رویکرد، از فرمول‌هایی که بر اساس اصل کمترین کنش و لاگرانژی مربوطه استخراج شده‌اند، استفاده شده است. مسئلۀ ارتباط بین فشار نرده‌ای و اصل کمترین کنش در نسبیت عام مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه‌ این است که نتایج نظریۀ نسبیت عام، در حالتی که فشار نرده‌ای در نظر گرفته شود، برای سامانه‌های یکنواخت نسبیتی معتبر است، اما در حالت‌های عمومی‌تر، نیاز به اصلاح دارد. سه نسخه از نظریۀ نسبیت عام تحلیل می شود: GTR1، GTR2  وGTRm . نسخۀ GTR1 نزدیک‌ترین نسخه به نظریۀ استاندارد نسبیت عام است؛ نسخۀ GTR2 دقیقاً از اصل کمترین کنش پیروی می‌کند؛ و در نسخۀGTRm، میدان‌های شتاب و فشار نه به‌صورت نرده‌ای، بلکه به‌صورت میدان‌های برداری معرفی می‌شوند. معادلات متریک، معادلات حرکت، معادلات میدان‌ها و روابط مربوط به انرژی و تکانه که از فرمول‌بندی لاگرانژی استخراج می‌شوند، برای هر سه نسخه ارائه شده‌اند. توضیح داده می‌شود که انرژی تاریک در نسبیت عام از کجا منشأ می‌گیرد و ماهیت آن چیست.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Comparison of tensor and vector theories of gravitation

نویسنده [English]

  • Sergey Fedosin

Perm State University: Permskij gosudarstvennyj nacional'nyj issledovatel'skij universitet, 614990, Bukireva 15, Perm, Russian Federation

چکیده [English]

Physical quantities in continuously distributed matter in curved spacetime, and equations for matter and fields are considered both from the point of view of tensor theory of gravitation and on the basis of vector theory of gravitation. An example in the first case is the general theory of relativity (GTR), which uses a scalar pressure field and a scalar acceleration field. In the second case, relativistic vector fields are taken into account, including the covariant theory of gravitation, the pressure vector field and the acceleration vector field. To analyze and compare the results in each approach, formulas derived from the principle of least action and from the corresponding Lagrangian are used. The problem of correlating scalar pressure with the principle of least action in the general relativity is considered. The conclusion is drawn that results of the general relativity, when scalar pressure is taken into account, are valid for relativistic uniform systems, but in a more general case, they require correction. Three versions of general relativity were analyzed: GTR1, GTR2 and GTRm. The GTR1 version is the closest version to the standard general theory of relativity, the GTR2 version follows exactly the principle of least action, and the GTRm version is characterized by the fact that the acceleration field and pressure field are represented not as scalar fields but as vector fields. Equations for metric, equations of motion, equations for fields, formulas for the energy and momentum, which follow from the Lagrangian formalism, are presented for all versions of general relativity. An explanation is given of where dark energy comes from and what it is whithin general relativity.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lagrangian formalism
  • integral of motion
  • vector field
  • general theory of relativity
  • covariant theory of gravitation
مراجع
  1. S G Fedosin, Jordan J. Phys. 9, 1 (2016).
  2. C Cremaschini and M Tessarotto, Appl. Phys. Res. 8, 2 (2016).
  3. S Mendoza and S Silva, Int. J. Geom. Methods Mod. Phys. 18, 4 (2021) 2150059.
  4. A Diez-Tejedor, Phys. Lett. B 727, 1-3 (2013).
  5. O Minazzoli and T Harko, Phys. Rev. D 86, 8 (2012) 087502.
  6. S B Rüster, Parana J. Sci. Educ. 8, 6 (2022).
  7. S Aoki, T Onogi, and S Yokoyama, Int. J. Mod. Phys. A 36, 10 (2021) 2150098.
  8. S G Fedosin, Phys. Scr. 99, 5 (2024) 055034.
  9. M Sharif and T Fatima, Int. J. Mod. Phys. A 20, 18 (2005) 4309.
  10. T G Zlosnik, P G Ferreira, and G D Starkman, Phys. Rev. D 74, 4 (2006) 044037.
  11. J B Jimenez and A L Maroto, Phys. Rev. D 80, 6 (2009) 063512.
  12. R Dale and D Sáez, Phys. Rev. D 85, 12 (2012) 124047.
  13. R Dale and D Sáez, J. Phys. Conf. Ser. 600, 1 (2015) 012044.
  14. D Momeni, M Faizal, K Myrzakulov, and R Myrzakulov, Eur. Phys. J. C 77 (2017) 37.
  15. L Heisenberg and M Bartelmann, Phys. Lett. B 796 (2019) 59.
  16. A Izadi, A Shojai, and M Nouradini, J. Astrophys. Astron. 34 (2013) 41.
  17. S G Fedosin, Int. Frontier Sci. Lett. 1(1) (2014) 41.
  18. S G Fedosin, St. Petersburg Polytech. State Univ. J. Phys. Math. 14 (3) (2021) 168.
  19. S G Fedosin, Can. J. Phys. 93(11) (2015) 1335.
  20. Abbott B. P. et al., Phys. Rev. Lett. 116 (6) (2016) 061102.
  21. Abbott B. P. et al., Phys. Rev. Lett. 119 (16) (2017) 161101.
  22. S G Fedosin, Int. J. Thermodyn. 18 (1) (2015) 13.
  23. S G Fedosin, Rep. Adv. Phys. Sci. 1, 2 (2017) 1750002.
  24. S G Fedosin, Cont. Mech. Thermodyn. 29 (2) (2017) 361.
  25. S G Fedosin, Cont. Mech. Thermodyn. 31(3) (2019) 627.
  26. S G Fedosin, Int. Lett. Chem. Phys. Astron. 83 (2019) 12.
  27. S G Fedosin, Bull. Pure Appl. Sci. 37D(2) (2018) 64.
  28. S G Fedosin, Int. Frontier Sci. Lett. 14 (2019) 19.
  29. S G Fedosin, Can. J. Phys. 94(4) (2016) 370.
  30. S G Fedosin, Gazi Univ. J. Sci. 32(2) (2019). 686
  31. S G Fedosin, Gazi Univ. J. Sci. 37(3) (2024) 1509–1538 373737.
  32. S G Fedosin, Int. J. Mod. Phys. A 40, 2 (2025) 2450163.
  33. G Schäfer and P Jaranowski, Living Rev. Relativ. 21, 7 (2018).
  34. N Kiriushcheva and S V Kuzmin, Cent. Eur. J. Phys. 9, 3 (2011).
  35. E Curiel, Br. J. Philos. Sci. 65, 2 (2014).
  36. V A Fock, The Theory of Space, Time and Gravitation, London: Pergamon Press (1959).
  37. P A M Dirac, General Theory of Relativity, New York: John Wiley & Sons (1975).
  38. L D Landau and E M Lifshitz, The Classical Theory of Fields, Vol. 2 (4th ed.), Butterworth-Heinemann (1975).
  39. A Einstein, Ann. Phys. 354, 7 (1916).
  40. S W Hawking and G F R Ellis, The Large Scale Structure of Space-Time, New York: , New YorkCambridge Univ. Press (1999).
  41. F I Cooperstock and R S Sarracino, J. Phys. A: Math. Gen. 11, 5 (1978).
  42. V I Denisov and A A Logunov, Theor. Math. Phys. 51, 2 (1982).
  43. R I Khrapko, Grav. Cosmol. 20, 4 (2014).
  44. S G Fedosin, Aksaray Univ. J. Sci. Eng. 2, 2 (2018).
  45. S G Fedosin, Adv. Stud. Theor. Phys. 8, 18 (2014).
  46. V I Denisov and A A Logunov, Theor. Math. Phys. 85, 1 (1990).
  47. V I Denisov and A A Logunov, Theor. Math. Phys. 45, 3 (1980).
مجلۀ پژوهش فیزیک ایران
دوره 25، شماره 3 - شماره پیاپی 101
دی 1404
صفحه 61-87
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار

ارتقاء امنیت وب با وف بومی