En fysiker från RUDN University har föreslagit en ny teoretisk modell för samspelet mellan spinor och gravitationella fält. Han betraktade universums utveckling inom en av varianterna av den utbredda Bianchi -kosmologiska modellen. I detta fall, en förändring av de beräknade fältparametrarna ledde till förändringar i utvecklingen av universum som övervägs. När man når vissa värden, det började krympa ner till Big Bang. Artikeln publicerades i tidningen European Physical Journal Plus .

Spinorfältet kännetecknas av sitt beteende i interaktion med gravitationella fält. Dr Bijan Saha från RUDN University fokuserade på studier av ett olinjärt spinorfält. Med dess hjälp, förklarade han den accelererade expansionen av universum. Studiet av ett spinorfält med en icke-minimal koppling gjorde det möjligt att beskriva inte bara universums expansion, men också dess efterföljande sammandragning och den resulterande Big Bang inom ramen för den vanliga Bianchi -kosmologiska modellen.

De grundläggande beräkningarna som utförs av Bijan Saha gör det möjligt att gå bort från den isotropa modellen av Friedman-Robertson-Walker-universum (FRW) som oftast används. Enligt denna traditionella modell, universums egenskaper är oberoende av i vilken riktning de betraktas. Fysikern har lagt fram ett alternativ:en anisotrop modell där ett sådant beroende finns. Å ena sidan, den "klassiska" isotropa modellen beskriver utvecklingen av det moderna universum med stor precision. Å andra sidan, det finns teoretiska argument och observationsdata som leder till slutsatsen att en anisotrop fas existerade i det avlägsna förflutna.

En kosmologs arbete är att modellera universums utveckling teoretiskt, och därmed, de väljer de modeller som är enkla att lösa samtidigt som de ger en mer eller mindre realistisk bild. I det avseendet, isotrop FRW -modell är den bästa. Men det finns inga lämpliga data som garanterar att universum var isotropiskt före rekombination.

Dessutom, det finns teoretiska argument för att det finns en anisotrop fas är det avlägsna förflutna, en nyckelfaktor för bildandet av baryonisk materia. Eftersom Bianchi typ-I-universum är en enkel generalisering av FRW-ett, det är vanligt att överväga denna modell för att studera universums möjliga anisotropier.

Lösningen på den enklaste anisotropa modellen av universum i närvaro av ett spinorfält leder oundvikligen till tre alternativ. I det första fallet, det visar sig att rymdtid motsvarar den allmänna modellen Bianchi typ-I. I det andra fallet, space-time inför restriktioner för spinorfältet och förvandlas till lokalt rotationssymmetrisk (LRS) Bianchi typ-I space-time. Det är, isotropi gäller inte hela universum; det antas ha en anisotrop fas. I det tredje fallet, beräkningarna leder till det allmänna fallet med den isotropa och homogena Friedmann-Robertson-Walker (FRW) rymdtiden. Men författaren analyserar inte utvecklingen av ett isotropiskt och homogent universum i FRW -modellen. Han planerar att lösa detta problem i sina framtida publikationer.

I hans artikel, Saha överväger i detalj endast de två första alternativen för grundläggande beräkningar. Den första ger inte ett godtagbart svar. Det resulterande universum förvandlas till ett vakuum, och det accelererade utvecklingssättet för utveckling är frånvarande. Dock, i det andra fallet, där olineariteten hos ett spinorfält betraktas som en effektfunktion, det är möjligt att simulera universums utvecklingsprocess.

I detta fall, när vissa värden för ett olinjärt spinorfält med en icke-minimal koppling uppnås, universum börjar krympa ner till Big Crunch.

"Även om ett icke-minimalt kopplat linjärt spinorfält eller ett minimalt kopplat olinjärt spinorfält i vissa fall ger upphov till ett öppet universum, ett icke-minimalt kopplat olinjärt spinorfält med samma parametrar skapar en modell som är stängd, det är, efter att ha nått ett visst maxvärde, det börjar minska, och slutligen, det krymper ner till Big Crunch, "avslutar Saha.