Логин: Delete icon
Пароль:Регистрация
Логотип Физического факультета МГУ
Логотип Института ядерных исследований РАН
Кафедра физики частиц и космологии
Физического факультета МГУ
IconIconIconIconIcon
  •Главная   •ИЯИ   •Наука   •Учеба   •Курсовые   •Люди   •Связь   •Брошюра   •Постер

Введение в теорию ранней Вселенной (7-8 семестры)

Лекции: Валерий Рубаков
Семинары: Виктория Волкова

Аннотация

План курса

Часть I (7 семестр)
  • Ранняя и современная Вселенная. Общий обзор.
  • Элементы общей теории относительности.
  • Кинематика в расширяющейся Вселенной. Красное смещение. Закон Хаббла. Свободные релятивистские и нерелятивистские частицы во Вселенной.
  • Основные уравнения динамики однородной Вселенной: уравнение Фридмана и ковариантное сохранение тензора энергии-импульса.
  • Расширение Вселенной на радиационно-доминированной стадии, стадии доминирования нерелятивистского вещества и стадии доминирования темной энергии. Время жизни Вселенной. Космологический горизонт. Горизонт событий в пространстве де~Ситтера.
  • Баланс энергии в реальной Вселенной. Эпохи смены режимов расширения.
  • Фотометрическое расстояние. Ускоренное расширение поздней Вселенной.
  • Термодинамика в расширяющейся Вселенной.
  • Рекомбинация. Горизонт эпохи рекомбинации и его современный угловой размер. Пространственная плоскостность Вселенной.
  • Нейтрино во Вселенной.
  • Нуклеосинтез. Барион-фотонное отношение.
  • Генерация темной материи. Тяжелые слабовзаимодействующие частицы. Аксионы.
  • Космологические фазовые переходы.
  • Генерация барионной асимметрии.
Часть II (8 семестр)
  • Проблемы горизонта, плоскостности, энтропии в теории горячего Большого взрыва. Инфляция как их решение.
  • Модели инфляции: хаотическая инфляция, "новая" инфляция, гибридная инфляция. Параметры медленного скатывания.
  • Генерация скалярных возмущений (неоднородностей плотности) на инфляционной стадии.
  • Космологические возмущения: разложение по спиральностям. Тензорные, векторные, скалярные моды.
  • Генерация тензорных возмущений (гравитационных волн) на инфляционной стадии.
  • Предсказания инфляционной теории для скалярных и тензорных возмущений: гауссовость полей возмущений; амплитуды и наклоны спектров мощности. Сравнение с наблюдениями.
  • Пост-инфляционный разогрев.
  • Скалярные возмущения в общем случае. Адиабатическая мода и энтропийные моды.
  • Эволюция возмущений на радиационно-доминированной и пылевидной стадиях. Роль темной материи. Особенности эволюции адиабатической и энтропийных мод.
  • Анизотропия температуры и поляризация реликтового излучения.
  • Выход возмущений на нелинейную стадию. Образование структур.
  • Особенности эволюции возмущений нейтринной компоненты. Массы нейтрино и космология.
Материалы Литература
  • Д.С. Горбунов, В.А. Рубаков, «Введение в теорию ранней Вселенной. Теория горячего Большого взрыва», М.: УРСС, 2008.
  • Я.Б. Зельдович, И.Д. Новиков, «Строение и эволюция Вселенной», М: Наука, 1975.
  • E.W. Kolb, M.S. Turner, «The Early Universe», Addison--Wesley, 1990.
  • V. Mukhanov, «Physical Foundations of Cosmology», Cambridge University Press, 2005.