Космология

  1. Вселенная сегодня
    Общие представления о современной Вселенной, законах её эволюции и истории её развития на основании анализа совокупности имеющихся астрономических наблюдений
  2. Элементы Общей теории относительности
    Тензорный анализ, основные постулаты ОТО, инварианты относительно общекоординатных преобразований, лагранжиан Гильберта—Эйнштейна, тензор энергии-импульса материи, уравнения Эйнштейна, понятие геодезических, ньютоновский предел ОТО
  3. Однородная изотропная Вселенная
    Однородные и изотропные трёхмерные пространственные многообразия, метрика Робертсона—Уокера, свободные частицы в расширяющейся Вселенной, закон Хаббла
  4. Динамика расширения Вселенной
    Уравнение Фридмана, однокомпонентные космологические решения (пыль, радиация, космологическая постоянная), возраст Вселенной, горизонт частиц, горизонт событий
  5. Стандартная космологическая модель
    Модель с тёмной материей и тёмной энергией, переход от замедления к ускорению, переход от радиационно-доминированной к пылевидной стадии, способы определения состава современной Вселенной: «стандартные свечи», угловые размеры удалённых объектов
  6. Термодинамика в расширяющейся Вселенной
    Функции распределения бозонов и фермионов, энтропия в расширяющейся Вселенной, барион-фотонное отношение
  7. Рекомбинация
    Физика рекомбинации, последнее рассеяние фотонов, размер горизонта эпохи рекомбинации
  8. Реликтовые нейтрино
    Температура закалки нейтрино, космологические огранничения на сумму масс нейтрино
  9. Первичный нуклеосинтез
    Закалка нейтронов, направление термоядерных реакций, кинетика нуклеосинтеза: образование и горение дейтерия, образование трития и гелия-3, определение величины барион-фотонного отношения и огранияения на модели с новыми нестабильными частицами
  10. Тёмная материя
    Холодная, тёплая и горячая компоненты тёмной материи, закалка тяжёлых реликтовых частиц, прямые поиски слабовзаимодействующих массивных частиц, кандидаты на роль частиц тёмной материи в обобщениях Стандартной модели физики частиц
  11. Электрослабый фазовый переход в ранней Вселенной
    Фазовые переходы в теории поля при конечной температуре, электрослабый фазовый переход в рамках Стандартной модели физики частиц
  12. Генерация барионной асимметрии
    Необходимые условия (Сахарова) генерации асимметрии, несохранение барионного и лептонных чисел во взаимодействиях частиц (теории Большого объединения), электрослабый бариогенезис, лептогенезис, механизм Аффлека—Дайна генерации асимметрии комплексным скалярным полем
  13. Проблемы теории горячего Большого взрыва
    Проблемы горизонта, плоскостности, энтропии, первичных неоднородностей
  14. Инфляция в режиме медленного скатывания
    Инфляционное решение проблем теории горячего Большого взрыва, услоаия медленного скатывания, хаотическая инфляция, новая инфляция, гибридная инфляция
  15. Гауссовы случайные величины и случайные поля
    Свойства гауссовых случайных величин, гауссовы случайные поля
  16. Генерация космологических возмущений в ходе инфляции
    Генерация возмущений инфлатона, первичные скалярные возмущения, генерация гравитационных волн, амплитуды и наклоны спектров возмущений
  17. Рождение частиц во внешних полях
    Метод преобразований Боголюбова: бозоны, фермионы
  18. Постинфляционный разогрев
    Пертурбативный механизм распада колеблющегося инфлатонного поля, условия термализации частиц в расширяющейся Вселенной, явление параметрического резонанса в распаде инфлатона, распад колебаний большой амплитуды, рождение тяжёлых фермионов
  19. Джинсовская неустойчивость
    Джинсовская неустойчивость в статической среде, развитие неустойчивости в расширяющейся Вселенной, структуры во Вселенной
  20. Космологические возмущения в линейном приближении
    Линеаризованный тензор энергии-импульса идеальной жидкости, линеаризованные уравнения Эйнштейна, разложения по спиральностям: тензорные, векторные, скалярные моды
  21. Эволюция векторных и тензорных мод
    Загоризонтные и подгоризонтные моды, сшивка на горизонте
  22. Скалярные возмущения для однокомпонентной среды
    Случаи доминированния релятивистского вещества, пыли, возмущения нерелятивистского вещества на стадии доминирования космологической постоянной
  23. Формирование структур во Вселенной
    Линейная стадия эволюции неоднородностей материи после рекомбинации, спектр мощности, выход возмущений на нелинейную стадию, распределение структур по массам
  24. Анизотропия реликтового излучения
    Анизотропия температуры реликтового излучения в приближении мгновенного отщепления фотонов

Основная литература.

  1. «Введение в теорию ранней Вселенной. Теория горячего Большого взрыва», Д.С.Горбунов, В.А.Рубаков, Москва: «ЛКИ», 2008
  2. «Введение в теорию ранней Вселенной. Космологические возмущения. Инфляционная теория», Д.С.Горбунов, В.А.Рубаков, Москва: «КРАСАНД», 2009

Дополнительная литература

  1. «Физическая космология», В.Н.Лукаш, Е.В.Михеева, Москва: Физматлит, 2009
  2. «Реликтовое излучение Вселенной», П.Д.Насельский, Д.И.Новиков, И.Д.Новиков, Москва: Наука, 2003
  3. «Modern Cosmology», S.Dodelson, Amsterdam: Academic Press, 2003
  4. «Physical Foundations of Cosmology», V.Mukhanov, Cambridge University Press, 2005
  5. «Cosmology», S.Weinberg, Oxford University Press, 2008
  6. «Физика элементарных частиц и инфляционная космология», А.Д.Линде, Москва: Наука, 1990
  7. «The Early Universe», E.W.Kolb, M.S.Turner, Redwood City: Addison-Wesley, 1990