Космология и физика элементарных частиц
(к.ф.-м.н., доц. А.В. Головнев )
- Методы определения расстояний в астрономии. Красное смещение, закон Хаббла. Крупномасштабная
структура Вселенной. Метрика Робертсона-Уокера, пространства де Ситтера и анти де Ситтера.
Фотометрические и угловые расстояния.
- Основы общей теории относительности. Динамика расширения однородной изотропной Вселенной,
уравнения Фридмана. Ускоренное расширение Вселенной. Условия, необходимые для ускоренного
расширения. Темная энергия. Квинтессенция. Проблема космологической постоянной.
- Распределение массы в галактиках. Темная материя. Параметры космологической модели. Эпоха
доминирования излучения и эпоха доминирования материи. Возраст Вселенной. Возраст наиболее старых
объектов.
- Тепловая история Вселенной. Рекомбинация и последнее рассеяние. Реликтовое излучение. Дипольная анизотропия.
- Горячая ранняя Вселенная (Большой Взрыв). Эра лептонов. Закалка нейтрино и аннигиляция электронов и позитронов. Общие представления о первичном нуклеосинтезе.
- Очень ранняя Вселенная. Связь с физикой элементарных частиц. Теории Янга-Миллса. Основы
Стандартной Модели физики элементарных частиц. Краткий обзор некоторых идей за рамками Стандартной
Модели. Фазовые переходы. Проблема бариосинтеза.
- Космологические горизонты. Проблема начальных условий. Инфляция. Параметры медленного скатывания. Новая инфляция и хаотическая инфляция. Выход из инфляции и разогрев.
- Космологическая теория возмущений. Скалярные, векторные, тензорные возмущения. Свобода координатных преобразований. Выбор калибровки. Гидродинамическое описание.
- Квантовые флуктуации во время инфляции. Спектральный индекс и амплитуда флуктуаций. Соотношение тензорных и скалярных мод. Понятие об эволюции возмущений после инфляции.
- Флуктуации температуры реликтового фона по направлению. Мультипольные коэффициенты, акустические
пики. Успех моделей инфляции. Поляризация реликтового излучения и тензорные моды космологических
возмущений. Стандартная Космологическая Модель.
Литература по курсу
- V. Mukhanov. Physical Foundations of Cosmology. Cambridge University Press, 2005.
- S. Weinberg Cosmology. Oxford University Press, 2007.
- Д.С. Горбунов, В.А. Рубаков. Введение в теорию ранней Вселенной. Теория горячего Большого Взрыва. УРСС, 2008.
- Д.С. Горбунов, В.А. Рубаков. Введение в теорию ранней Вселенной. Космологические возмущения. Инфляционная теория. УРСС, 2010.