Смешанные системы звезда плюс кротовая нора с комплексным скалярным полем
DOI:
https://doi.org/10.26577/RCPh.2020.v74.i3.02Ключевые слова:
wormholes, nontrivial topology, complex scalar fields, polytropic fluidАннотация
Мы исследуем компактные смешанные конфигурации с нетривиальной топологией пространства-времени типа кротовой норы, образованные комплексным скалярным полем с четверичной потенциальной энергией и политропной жидкостью. Последняя моделируется релятивистским баротропным уравнением состояния, которое может приближенно описывать более или менее реалистичное вещество. Для таких систем мы находим регулярные асимптотически плоские равновесные решения, описывающие локализованные конфигурации, в которых жидкость сконцентрирована в области с конечными размерами. Полученные решения описывают кротовые норы с двумя горловинами, которые расположены вне жидкости (можно сказать, что жидкость скрыта в области между горловинами). Также мы рассматриваем зависимость полной массы системы от центральной плотности жидкости и демонстрируем существование критических значений центральной плотности, при которых масса расходится. При этом все регулярные решения с конечными массами лежат в области между критическими значениями, и эта область также содержит разрыв в значениях центральной плотности, в котором имеются только физически неприемлемые осциллирующие решения. Показано, что для некоторых значений центральной плотности жидкости могут существовать решения, описывающие системы, в которых максимумы плотности жидкости и ее давления лежат не в центре конфигурации. Это приводит к тому, что такие системы обладают двумя экваторами (локальными максимумами метрической функции), расположенными симметрично относительно центра.
Библиографические ссылки
2 Schunck F.E. and Mielke E. W. General relativistic boson stars //Classical Quantum Gravity. – 2003. – Vol. 20. – P.R301.
3 S.L. Liebling and C. Palenzuela, Living Rev. Relativity, 15, 6 (2012).
4 M. Sullivan et al., Astrophys. J., 737, 102 (2011).
5 V. Dzhunushaliev, V. Folomeev, R. Myrzakulov, and D. Singleton, J. High Energy Phys., 7:094 (2008).
6 K.A. Bronnikov, Acta Phys. Polon.B4, 251 (1973).
7 H.G. Ellis, Math. Phys., 14, 104 (1973).
8 H.G. Ellis, General Relativ. Gravit., 10, 105 (1979).
9 T. Kodama, Phys. Rev. D18, 3529 (1978).
10 T. Kodama, L.C.S. de Oliveira, and F.C. Santos, Phys. Rev. D19, 3576 (1979).
11 M. Visser, Lorentzian Wormholes: From Einstein to Hawking, (Woodbury, New York, 1996), 412 p.
12 F.S.N. Lobo Wormholes, Warp Drives and Energy Conditions, (Springer International Publishing Company, 2017), 436 p.
13 V. Dzhunushaliev, V. Folomeev, B. Kleihaus, and J. Kunz, J. Cosmol. Astropart. Phys., 04:031 (2011).
14 V. Dzhunushaliev, V. Folomeev, B. Kleihaus, and J. Kunz, Phys. Rev. D85:124028 (2012).
15 V. Dzhunushaliev, V. Folomeev, B. Kleihaus, and J. Kunz, Phys. Rev. D87:104036 (2013).
16 V. Dzhunushaliev, V. Folomeev, B. Kleihaus, and J. Kunz, Phys. Rev. D89:084018. (2014).
17 A. Aringazin, V. Dzhunushaliev, V. Folomeev, B. Kleihaus, and J. Kunz, JCAP, 1504:005 (2015).
18 V. Dzhunushaliev, V. Folomeev, and A. Urazalina, Int. J. Mod. Phys. D24, 14 (2015).
19 V. Dzhunushaliev, V. Folomeev, B. Kleihaus, and J. Kunz, JCAP, 1608:030 (2016).
20 V. Dzhunushaliev, V. Folomeev, B. Kleihaus, and J. Kunz, Phys. Rev. D97:024002 (2018).
21 M. Salgado, S. Bonazzola, E. Gourgoulhon, and P. Haensel, Astron. Astrophys., 291, 155 (1994).
22 M. Colpi, S.L. Shapiro, and I. Wasserman, Phys. Rev. Lett., 57, 2485 (1986).
23 C.W. Misner and D.H. Sharp, Phys. Rev. 136, B571 (1964).
24 X.Y. Chew, V. Dzhunushaliev, V. Folomeev, B. Kleihaus, and J. Kunz, Phys. Rev. D100:044019 (2019).
