Сферично-симетричні конфігурації в моделі темної матерії з легким скаляроном
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe70.11.753Ключові слова:
компактнi астрофiзичнi об’єкти, модифiкована гравiтацiя, скалярнi поляАнотація
Дослiджено статичнi сферично-симетричнi (ССС) розв’язки квадратичної f(R)-гравiтацiї в системi Айнштайна за умов асимптотичної площинностi. Згiдно з нещодавньо запропонованою моделлю темної матерiї, ми розглядаємо величину маси скалярона порядку кiлькох меВ. Знайдено представлення основних рiвнянь, яке дозволило провести чисельне дослiдження CCC конфiгурацiй з достатньо великими (астрофiзично прийнятними) масами. Показано, що навколо центра симетрiї завжди є область зi значними ефектами завдяки ненульовому полю скалярона. Розмiр цiєї областi може бути значно бiльшим, нiж радiус Шварцшильда CCC конфiгурацiї. Отримано асимптотичнi режими поблизу голої сингулярностi в центрi i на просторовiй нескiнченностi та оцiнено параметри цих режимiв.
Посилання
1. Y. Shtanov. Light scalaron as dark matter. Phys. Lett. B 820, 136469 (2021).
https://doi.org/10.1016/j.physletb.2021.136469
2. S. Capozziello, V.F. Cardone, A. Troisi. Dark energy and dark matter as curvature effects. J. Cosmol. Astropart. Phys. 08, 001 (2006).
https://doi.org/10.1088/1475-7516/2006/08/001
3. J.A.R. Cembranos. Dark matter from R2 gravity. Phys. Rev. Lett. 102, 141301 (2009).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.102.141301
4. C. Corda, H.J. Mosquera Cuesta, R. Lorduy Gomez. Highenergy scalarons in R2 gravity as a model for Dark Matter in galaxies. Astropart. Phys. 35, 362 (2012).
https://doi.org/10.1016/j.astropartphys.2011.08.009
5. T. Katsuragawa, S. Matsuzaki. Dark matter in modified gravity. Phys. Rev. D 95, 044040 (2017).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.95.044040
6. T. Katsuragawa, S. Matsuzaki. Cosmic history of chameleonic dark matter in F(R) gravity. Phys. Rev. D 97, 064037 (2018)
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.97.129902
Erratum: Phys. Rev. D 97, 129902 (2018).
7. B.K. Yadav, M.M. Verma. Dark matter as scalaron in f(R) gravity models. J. Cosmol. Astropart. Phys. 10, 052 (2019).
https://doi.org/10.1088/1475-7516/2019/10/052
8. N. Parbin, U.D. Goswami. Scalarons mimicking dark matter in the Hu-Sawicki model of f(R) gravity. Mod. Phys. Lett. A 36, 2150265 (2021).
https://doi.org/10.1142/S0217732321502655
9. T.P. Sotiriou, V. Faraoni. f(R) theories of gravity. Rev. Mod. Phys. 82, 451 (2010).
https://doi.org/10.1103/RevModPhys.82.451
10. A. De Felice, S. Tsujikawa. f(r) theories. Liv. Rev. Relativ. 13, 3 (2010).
https://doi.org/10.12942/lrr-2010-3
11. S. Nojiri, S.D. Odintsov, V.K. Oikonomou. Modified gravity theories on a nutshell: Inflation, bounce and late-time evolution. Phys. Rep. 692, 1 (2017).
https://doi.org/10.1016/j.physrep.2017.06.001
12. V.I. Zhdanov, O.S. Stashko, Y.V. Shtanov. Spherically symmetric configurations in the quadratic f(R) gravity. Phys. Rev. D 110, 024056 (2024).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.110.024056
13. A. de La Cruz-Dombriz, A. Dobado, A.L. Maroto. Black holes in f(R) theories. Phys. Rev. D 80, 124011 (2009).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.80.124011
14. S. Bhattacharya. Rotating Killing horizons in generic F(R) gravity theories. Gen. Relativ. Gravit. 48, 128 (2016).
https://doi.org/10.1007/s10714-016-2119-1
15. P. Canate. A no-hair theorem for black holes in f(R) gravity. Class. Quant. Gravity 35, 025018 (2017).
https://doi.org/10.1088/1361-6382/aa8e2e
16. G.G.L. Nashed, S. Nojiri. Nontrivial black hole solutions in f(R) gravitational theory. Phys. Rev. D 102, 124022 (2020).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.102.124022
17. G.G.L. Nashed, S. Nojiri. Specific neutral and charged black holes in f(R) gravitational theory. Phys. Rev. D 104, 124054 (2021).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.104.044043
18. E. Hernand'ez-Lorenzo, C.F. Steinwachs. Naked singularities in quadratic f(R) gravity. Phys. Rev. D 101, 124046 (2020).
https://doi.org/10.1103/PhysRevD.101.124046
19. D.J. Kapner, T.S. Cook, E.G. Adelberger, J.H. Gundlach, B.R. Heckel, C.D. Hoyle, H.E. Swanson, Tests of the gravitational inverse-square law below the dark-energy length scale. Phys. Rev. Lett. 98, 021101 (2007).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.021101
20. E.G. Adelberger, B.R. Heckel, S.A. Hoedl, C.D. Hoyle, D.J. Kapner, A. Upadhye. Particle-physics implications of a recent test of the gravitational inverse-square law. Phys. Rev. Lett. 98, 131104 (2007).
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.98.131104
21. J.A.R. Cembranos, Modified gravity and dark matter. J. Phys. Conf. Ser. 718, 032004 (2016).
https://doi.org/10.1088/1742-6596/718/3/032004
22. A.A. Starobinsky. A new type of isotropic cosmological models without singularity. Phys. Lett. B 91, 99 (1980).
https://doi.org/10.1016/0370-2693(80)90670-X
23. R.A. Asanov. Static scalar and electric fields in Einstein's theory of relativity. Zh. 'Eksp. Teor. Fiz. 26, 424 (1968).
24. R.A. Asanov. Point source of massive scalar field in gravitational theory. Theor. Mat. Phys. 20, 667 (1974).
https://doi.org/10.1007/BF01038757
25. D.J. Rowan, G. Stephenson. The massive scalar meson field in a Schwarzschild background space. J. Phys. A 9, 1261 (1976).
https://doi.org/10.1088/0305-4470/9/8/014
26. Y. Akrami et al. (Planck Collaboration). Planck 2018 results. X. Constraints on inflation. Astron. Astrophys. 641, A10 (2020).
27. Y. Shtanov, V. Sahni, S.S. Mishra. Tabletop potentials for inflation from f(R) gravity. J. Cosmol. Astropart. Phys. 03, 023 (2023).
https://doi.org/10.1088/1475-7516/2023/03/023
28. V.I. Zhdanov, O.S. Stashko. Static spherically symmetric configurations with N nonlinear scalar fields: Global and asymptotic properties. Phys. Rev. D 101, 064064 (2020).
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
