Отзыв официального оппонента 2 (1145301)
Текст из файла
отзыв официального оппонента Горбунова Дмитрия Сергеевича на диссертацию Головнева Алексея Валерьевича «Модифицированные теории гравитации в космологическом контексте»,представленной на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.02- «теоретическая физика». В рамках Стандартной модели физики частиц и Обшей теории относительности невозможно объяснить огромную совокупность астрономических наблюдений, относящихся ко Вселенной в целом и к крупнейшим гравитационно связанным структурам — галактикам и скоплениям галактик.
Мы не понимаем источника асимметрии между материей и антиматерией в ранней Вселенной. Кроме того, для описания эволюции Вселенной и образования крупномасштабной структуры материи требуется ввести два новых ингредиента — темную материю и темную энергию — чей вклад в полную плотность энергии Вселенной является определяющим уже начиная с эпохи, предшествовавшей образованию атомов водорода (рекомбинации). Строго говоря, наблюдения указывают на недостаток гравитационных потенциалов от обычного вещества, причем пространственные масштабы и времена варьируются в очень широких пределах; от характерных размеров карликовых галактик до размера видимой части Вселенной, от периода оборота галактики до современного возраста Вселенной. Более того, нам нужны эти компонены и в современной и в ранней Вселенной. Новые ингредиенты традиционно подразумевают модификацию физики частиц, и предложено большое количество таких модификаций, успешно справляющихся с генерацией недостающих гравитационных потенциалов в рамках стандартной эйнштейновской гравитации.
В то же время, такое решение не гарантировано, и вместо новых ингредиентов, возможно, следует модифицировать теорию гравитации. Пока успешных в этом смысле модификаций предложено не было, но это не означает„что такой модификации не существует. Данная диссертация посвящена теоретическому исследованию различных моделей модифицированной гравитации направлению современной теоретической физики, в развитие которого автор действительно внес заметный вклад. Актуальность работы и ее важность для правильного понимания физических законов и устройства нашей Вселенной не вызывает сомнения. Диссертация состоит из Введения„ пяти глав основного текста, Заключения и Списка литературы. Во Введении обсуждается актуальность исследования, цели работы и разработанность темы, перечислены общие положения, выносимые на защиту, показана научная новизна, значимость работы, апробация полученных результатов и их публикация.
В первой главе приведен вспомогательный материал: математический формализм, активно используемый в последующих главах для описания модификаций гравитации, изложены основные сведения из космологии. Вторая глава посвящена построению и исследованию свойств космологических моделей ранней инфляции (почти экспоненциального расширения ранней Вселенной), обеспеченной динамикой массивных векторных полей. Автор рассматривает случай неминимальной связи векторов с гравитацией, что согласуется с названием диссертации.
Рассмагривается вопрос стабильности малых неоднородностей и дается краткий обзор современного состояния дел в этой области. В третьей главе обсуждается так называемая массивная гравитация— модификация Общей теории относительности с массивным гравитоном. Представлены основные проблемы, лежащие на пути построения такой теории, и описывается пример успешного построения — модель де Рам, Габададзе и Толли. Автор приводит оригинальный анализ стабильности данной модели, а также подробно обсуждает математические проблемы изучения этой теории при использовании квадратных корней из матриц. В четвертой главе рассматриваются избранные модели биметрической гравитации и приводится специфический формализм, удобный для описания решений и исследованию их стабильности.
Пятая глава содержит сразу несколько различных вопросов; построение телепараллельных теорий гравитации, эквивалентную формулировку популярной модели темной материи (Мйпейс даг1с тайег)„обсуждение модифицированной ньютоновой динамики, исследование дополнительных квантовых потенциалов в многомерных теориях и оригинальное замечание об информационном парадоксе черных дыр.
В Заключении сформулированы основные полученные результаты и представлен список опубликованных работ по теме диссертации. По сути к диссертации есть два основных замечания: она неоправданно большая и, вопреки названию, не показывает собственно связи полученных результатов с космологией. Автор многие годы и успешно работает над построением и исследованием моделей модифицированной гравитации, и при наличии большого количества работ нет необходимости включать их все в диссертацию. В случае с работами из Главы 5 автор сам отчасти признает это. Да и формально„обсуждение, например, информационного парадокса черных дыр (раздел 5.5), не относится к теме диссертации.
В первой главе (а она занимает четверть текста без литературы) более половины места уделено описанию современных представлений о развитии ранней Вселенной, включая детали рекомбинации и первичного нуклеосинтеза. При этом в основном тексте ничего из этого ни то что не используется, но даже не упоминается. Подробное изложение математических особенностей извлечение корня из матрицы (раздел 3.4), с отсылкой к известному учебнику Ф.Гантмахера тоже можно было бы заметно сократить. Автореферат отчасти страдает тем же недостатком: зачем-то автор вставил сюда полное оглавление диссертации, которое заняло 5 страниц, а потом традиционно представил основное содержание диссертации, уместившееся на 8 страницах.
Помимо результатов, выносимых на защиту, приводятся еще «основные результаты диссертации». Несмотря на то, что в качестве мотивации к рассмотрению моделей модифицированной гравитации автор предъявляет космологические пробемы, при обсуждении конкретных моделей или своих результатов для этих моделей никакой связи с космологией не прослеживается нигде, за исключением рассмотрения модели Мппе11с Ваг1с Ма(тег (где хотя бы продемонстрировано ожидаемое для темной материи поведение с масштабным фактором). Принимая во внимание огромный объем диссертации, было бы правильным потратить по страничке на то, чтобы объяснить чем конкретная модель замечательна для решения именно космологических проблем: решаются ли проблемы темной материи или темной энергии, чем данные решения предпочтительнее модификации физики частиц и т. п. В диссертации почти полностью отсутствует связь между обсуждением физических прооблем во Введении, разделами 1.2, ! 3 и остальным текстом.
Из конкретных замечаний, можно указать следуюшие. В первой главе лишь первое из уравнений (1.65), (1.66) традиционно называют уравен нем Фридмана. На странице 50 утверждается, что поскольку вклад кривизны убывает, то ранняя Вселенная была еще более плоской, но ведь с расширением Вселенной растет радиус кривизны трехмерного многообразия, а значит она «выпрямляется». На странице 53 написано, что расширение Вселенной не нарушает термодинамического равновесия фотонного газа, но ведь именно изза расширения во Вселенной произошла рекомбинация и фотоны (радиация) отщепились от материи, ставшей электронейтральной.
Там же приведенное обсуждение термодинамического равновесия между релятивистской и нерелятивистской компонентами также представляется некорректиным. Не совсем удачно описано нарушение барионного числа и роль сфалеронных переходов в модели Я)(5). Указано, что масса слабовзаимодейсгвуюших массивных частиц темной материи должна быть порядка ТэВ, но модельно независимые оценки определяются не массой, а исключительно сечением аннигиляции этих частиц.
Непонятно, чем при обсуждении вклада физических масштабов в величину космологической постоянной выделен масштаб 1 ТэВ (60 порядкв величины): во-первых это не масштаб восстановления суперсимметрии, а (возможный) масштаб масс суперпартнеров частиц Стандартной модели, а во-вторых в космологическом контексте следует рассматривать супергравитацию, а в ней, вообще говоря, плотность энергии не ограничена снизу. Во второй главе рассматривается массивное векторное поле с характерным энергетическим масштабом (параметр Хаббла)„ превышающим массу поля.
При описании взаимодействия такого поля с другими полями (а это обязательно надо сделать, поскольку энергия этого поля — инфлатона — в конце концов должна пойти на разогрев Вселенной) можно ожидать проблемы с унитарностью, аналогичные проблемам для массивных элекгрослабых векторных бозонов, решаемым хиггсовским механизмом. Будуг ли здесь такие проблемы, как их предполагается решать, связаны ли эти проблемы с обсуждаемыми в диссертации нестабильностями модели, и не изменит ли включение хиггсовского механизма инфляционную динамику модели? На странице 95 существование режима медленного скатывания ассоциируется с достаточно малой массой поля, но для скалярного случая важно большое (выше планковского) значение поля, а не масса.
С чем связано отличие? Автор упоминает, что обсуждение аналогичных рассматриваемым в диссертации проблем с векторными полями содержится в малоизвестных «старых статьях по инфляции», ссылаясь при этом на работу, опубликованную лишь за 4 года до работ автора, причем в том же журнале: это выглядит странным. В начале третьей главы упомянуты космологические решения в массивной гравитации, но к сожалению не сказано, на каком этапе эволюции Вселенной оказывается существенной масса гравитона. Величина этого параметра остается неясной и после обсуждения основных проблем в конце главы.
При обсуждении нестандартных корней из матриц не отслеживается, насколько такие решения важны именно в космологическом контексте. В пятой главе говорится, что начальное распределение Мппе6с сваг)с тайег оказывается константой интегрирования: означает ли это подгон величины и скоррелированности пространственных неоднородностей (адиабатическая мода)? Из технических замечаний отмечу использование некоторых величин в формулах без или до их определения в тексте, изменение обозначений по ходу изложения (например, постоянной Больцмана или величины массы Планка: где-то стоит, где-то опущена), привлечение литературных фраз и оборотов, несвойственных научным текстам (что, конечно, оживляет повествование), умеренное использование англицизмов (релевантное, кор„касп), нестандартных терминов (праворукие нейтрино, условие медленного качения), и удивительно малое для 298 страниц количество опечаток как в формулах, так и в тексте.
Все вышеизложенные недостатки и поднятые вопросы ни в коей мере не снижают ценности диссертации как фундаментального научного исследования в области теоретической физики. Все результаты, представленные в диссертации, являются оригинальными. Они четко обоснованы и изложены в многочисленных, в том числе высокоцитируемых публикациях в российских и зарубежных рецензируемых журналах. Результаты неоднократно докладывались на российских и международных конференциях, а также на многочисленных научных семинарах в ряде российских и зарубежных институтов.
Автореферат правильно отражает содержание диссертации, изложение рассчитано на широкую научную аудиторию, что немаловажно. Диссертационная работа полностью отвечает всем требованиям Положения о присуждении ученых степеней, утвержденного Постановлением Правительства РФ от 24 сентября 2013 г. Ма 842, а сам автор, Головнев Алексей Валерьевич, заслуживает присуждения искомой степени доктора физикоматематических наук по специальности 01.04.02 — теоретическая физика.
Главный научный сотрудник ОТФ ИЯИ доктор физ.-мат. наук, член-корр. РАН бунов Д.С. Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт ядерных исследований Российской академии наук (ИЯИ РАН) .
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
