Энергетическая и гидродинамическая подстановки для уравнения Власова-Пуассона и их астрофизически... more Энергетическая и гидродинамическая подстановки для уравнения Власова-Пуассона и их астрофизические следствия Аннотация. В настоящей работе рассмотрены примеры использования уравнений Власова-Пуассона в самосогласованном гравитационном потенциале космологического генезиса и рассмотрен случай, приводящий к образованию когерентных псевдохаотически распределенных «стенок» космологической структуры. Ключевые слова: уравнение Власова-Пуассона, крупномасштабные структуры, когерентные системы. Fimin N.N., Nikiforov A.G. Study of stationary solutions of the Vlasov equation for the case of a gravitational field This preprint discribes the system of Vlasov-Poisson equations in the self-consistent gravitational potential of cosmological genesis, and shows a case that leads to the formation of coherent pseudochaotically distributed «walls» of the cosmological structure.
The generalized Friedmann model as a self-similar solution of Vlasov–Poisson equation system
The European Physical Journal Plus, 2021
We derive from the principle of least action (a slight generalization of the classical one) the r... more We derive from the principle of least action (a slight generalization of the classical one) the right-hand sides of Maxwell and Einstein equations for a system on charged particles in the framework of the Vlasov–Maxwell–Einstein system of equations. The reduced Euler equations are derived using hydrodynamic substitution and are solved within the self-similar class, as a consequence of the Vlasov system of equations. The properties of the generalized non-relativistic Friedmann–Milne–McCrea model are analyzed in context of Gurzadyan’s theorem on the general function satisfying the equivalency of sphere’s and point mass’s gravity.
The emergence of one and two-dimensional configurations -Zeldovich pancakes -progenitors of the o... more The emergence of one and two-dimensional configurations -Zeldovich pancakes -progenitors of the observed filaments and clusters and groups of galaxies, is predicted by means of a developed kinetic approach in analyzing the evolution of initial density perturbations. The self-consistent gravitational interaction described by Vlasov-Poisson set of equations with branching conditions is shown to predict two-dimensional structures as of layers of increased density and voids between them, i.e. the cellular macro-structure of the Universe. The modified potential of weak-field General Relativity is involved, which enables one to explain the Hubble tension, revealing the conceptual discrepancy in the local galactic flows and the cosmological expansion. This demonstrates the possible essential role of self-consistent gravity in the formation of the cosmic web.
Аналитическое исследование динамики массивных частиц в метрике Крускала
Математическое моделирование, 2019
Рассматриваются свойства динамики отдельной массивной частицы и системы массивных частиц в метрик... more Рассматриваются свойства динамики отдельной массивной частицы и системы массивных частиц в метрике Крускала, являющейся максимальным аналитическим расширением метрики Гильберта гравитирующей точки в вакууме.
On the Interaction of Relativistic Colliding Jets of Neutral Dense Plasma
Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2021
A three-dimensional numerical model describing the interaction of a plasma with an electromagneti... more A three-dimensional numerical model describing the interaction of a plasma with an electromagnetic field based on the Vlasov–Maxwell equations is used to compute relativistic colliding jets of a dense neutral electron–proton plasma in a vacuum. The influence exerted by the initial velocity of plasma particles and their concentration on the interaction of the jets is investigated.
Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2020
The history of the cooperation between the staff of the Keldysh Institute of Applied Mathematics ... more The history of the cooperation between the staff of the Keldysh Institute of Applied Mathematics of the Russian Academy of Sciences and S.K. Godunov is described. Numerous novel and interesting results in the theory of kinetic equations and computational mathematics were obtained in the course of this cooperation.
Mathematical Models and Computer Simulations, 2020
The properties of the solutions of the Klein-Gordon equations for various metrics of the general ... more The properties of the solutions of the Klein-Gordon equations for various metrics of the general theory of relativity are considered. It is shown that the presence of singular points of the metric leads to qualitative rearrangement solutions of this equation, and the desingularization of solutions by the choice of a new metric requires a priori assumptions that can lead to formally mathematically correct results, albeit, with paradoxical physical meanings.
Системы квазилинейных уравнений с одинаковой главной частью и гидродинамическая подстановка Аннот... more Системы квазилинейных уравнений с одинаковой главной частью и гидродинамическая подстановка Аннотация. Рассмотрена возможность использования потенциалов Монжа с целью построения для динамических систем уравнений Лиувилля-Якоби и применения к ним модифицированной гидродинамической подстановки. Ключевые слова: уравнение Лиувилля, квазилинейные уравнения, гидродинамическая подстановка, потенциалы Монжа, системы с одинаковой главной частью
Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2019
The gravitational Lagrangian of general relativity is considered together with the Lagrangian of ... more The gravitational Lagrangian of general relativity is considered together with the Lagrangian of electromagnetism. Vlasov-type equations are derived from the former in the general, nonrelativistic, and weakly relativistic limits. Expressions for the resulting corrections to the Poisson equation are proposed, which may contribute to the effective action of dark matter and dark energy.
Рассмотрена взаимосвязь классической и квантовой статистической механики в вопросе необратимости ... more Рассмотрена взаимосвязь классической и квантовой статистической механики в вопросе необратимости эволюционных процессов, описываемых с помощью формализма волновых функций, функций Вигнера и функций распределения, являющихся решениями кинетических уравнений. Показано, что динамика многочастичных систем с возрастающей энтропией существенно связана с наличием допущений локальности взаимодействия.
Моделирование динамики бесстолкновительной ультрарелятивистской электрон-протонной плазмы в самос... more Моделирование динамики бесстолкновительной ультрарелятивистской электрон-протонной плазмы в самосогласованном электромагнитном поле Рассматривается эволюция бесстолкновительной электрон-протонной плазмы в самосогласованном приближении. Установлено, что кинетические энергии электронной и протонной компонент и энергия самосогласованного электромагнитного поля выравниваются, происходит изотропизация распределения импульсов частиц вдоль линии первичного направления движения плазмоида. Ключевые слова: Ультрарелятивистская плазма, распределение Юттнера, лабораторная система отсчета, равнораспределение по энергиям, квазистационарное состояние.
Об уравнении Власова-Максвелла-Эйнштейна и его нерелятивистских и слаборелятивистских аналогах Ан... more Об уравнении Власова-Максвелла-Эйнштейна и его нерелятивистских и слаборелятивистских аналогах Аннотация. В настоящей статье рассмотрен лагранжиан гравитации общей теории относительности совместно с лагранжианом электромагнетизма. Из него выведены уравнения типа Власова в общем, нерелятивистском и слаборелятивистском пределах. Предложены выражения для получающихся поправок в уравнении Пуассона, которые могут давать вклад в эффективное действие темной материи и темной энергии.
Hydrodynamic Flows in Heated Pipes with Boundary Layer Computed Using the BGK Model
Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2021
The model problem of heat transfer from a nonuniformly heated pipe wall to the basic flow is cons... more The model problem of heat transfer from a nonuniformly heated pipe wall to the basic flow is considered, or, in other words, the initial stages of fluid temperature and pressure relaxation in a heated pipe are addressed. The computations are based on computer codes using various combinations of the Navier–Stokes equations, a modified Burnett equation, and the kinetic BGK equation.
The article describes the history of the development of cooperation between scientists from the K... more The article describes the history of the development of cooperation between scientists from the Keldysh Institute of Applied Mathematics of the Russian Academy of Sciences with S. K. Godunov. A lot of interesting results have been established in the theory of kinetic equations and computational mathematics in the process of this cooperation.
Динамика волнового пакета в окрестностях горизонта событий черной дыры
Математическое моделирование, 2019
Рассмотрены свойства решений уравнений Клейна-Гордона для различных метрик общей теории относител... more Рассмотрены свойства решений уравнений Клейна-Гордона для различных метрик общей теории относительности. Показано, что наличие особых точек метрики приводит к качественной перестройке решений данного уравнения, причем десингуляризация решений выбором новой метрики требует априорных допущений, которые могут приводить к формально математически верным, однако обладающим парадоксальным физическим смыслом, результатам.
Uploads
Papers by Nikolay Fimin