обучение

Учебные курсы - Основы космологии

Тема 1. Вселенная и ее состав

Характерные размеры, массы, состав, основные объекты, полная история Вселенной. Введение в гравитацию. Основные понятия и уравнения. Метрический тензор. Однородное и сферически симметричное распределение материи. Распространение света в гравитационном поле.

Тема 2. Начальная стадия расширения Вселенной

Пространство де – Ситтера. Зависимость масштабного фактора от времени. Скорость света в пространстве де – Ситтера. Понятие горизонта. Инфляция. Основные уравнения, виды инфляции. Неизбежность инфляционного периода. Постинфляционный нагрев (большой взрыв). Динамические полевые уравнения с трением. Температура разогрева.

Тема 3. Модель расширяющейся Вселенной

Современная модель расширяющейся Вселенной. Уравнение состояния. Радиационно - доминированная стадия. Стадия доминантности материи. Современная стадия – «поздняя инфляция». Темная энергия и ее свойства. Скорость расширения Вселенной и параметр состояния в современную эпоху. Поведение масштабного фактора разных стадиях. Проблемы Большого Взрыва без инфляционного периода. Наблюдательные следствия инфляционных процессов. Недостатки первых моделей инфляции.

Тема 4. Инфляция

Гравитационное и космологическое красное смещение. Современные модели инфляции. Квадратичная инфляция – основа современного сценария Большого взрыва. Основные уравнения. Критерии окончания инфляции. Гибридная инфляция. Потенциал, уравнения движения. Достоинства и недостатки модели. Рождение первичных черных дыр.

Тема 5. Крупномасштабная структура Вселенной

Квантовые флуктуации плотности энергии. Условия пересечения горизонта. Спектральный индекс. Крупномасштабная структура Вселенной, Джинсовская масса. Уравнение для флуктуаций плотности энергии и его решения с учетом расширения Вселенной. Бариосинтез. Различные модели бариосинтеза. Бариосинтез на инфляционной стадии.

Тема 6. Локальные эффекты

Черные дыры. Решение Шварцшильда, движение наблюдателей в окрестности черной дыры. Механизмы формирования черных дыр. Параллельный перенос. Геодезические. Аккреция вещества на черную дыру и его захват. Кротовые норы. Метрика кротовой норы, условия существования, пути экспериментального обнаружения.

Тема 7. Выход за рамки Стандартной модели

Многомерные модели. Дополнительные пространства, их виды и возможные пути обнаружения. Тонкая настройка параметров Вселенной – Одна из основных проблем физики.