[Анфиса]

Cosmology/Космология


Год: 2013
Автор: S. Weinberg / С. Вайнберг
Переводчик: К.Б. Алкалаев, В.Э. Подобед, А.В. Берков; под ред. И.Я. Арефьевой и В.Ю. Санюка
Жанр: Космология
Издательство: УРСС
ISBN: 978-5-453-00040-1, 978-5-397-03648-1
Язык: Русский
Формат: DjVu
Качество: Отсканированные страницы + слой распознанного текста
Интерактивное оглавление: Да
Количество страниц: 605
Описание: Монументальная монография нобелевского лауреата Стивена Вайнберга обобщает результаты прогресса, достигнутого за последние два десятилетия в современной космологии. Она является уникальной по охвату материала, манере его изложения и тщательности математической проработки. Цель книги — дать замкнутое описание космологии, а также идей и формул, которые используются и проверяются в современных космологических наблюдениях. Впервые в рамках одной книги собран столь всеобъемлющий материал по современному состоянию теории.
«Космологию» можно органично разделить на две части. Первые четыре главы посвящены в основном рассмотрению в среднем изотропной и однородной Вселенной. В них анализируются такие фундаментальные блоки, как эволюция Вселенной до момента образования галактик, реликтовое излучение, ранняя Вселенная, инфляционный период и др. Вторая часть книги (главы 5-10) посвящена анализу различных отклонений Вселенной от усредненного состояния. Здесь излагается общий формализм и его применение к эволюции неоднородностей, анализируется анизотропия реликтового излучения, крупномасштабная структура, гравитационное линзирование и др.
В книге не просто сообщаются результаты, полученные численными расчетами, но делается упор на аналитическое описание космологических явлений, позволяющее проникнуть в их суть. В «Космологии» детально описываются многие самые смелые современные идеи, которые редко встречаются в обзорах по космологии и для изучения которых надо погружаться в специальные статьи. В монографии также представлены актуальные измерения космологических параметров, для того чтобы дать читателю представление об успехах наблюдательной науки.
В приложениях собран технический материал, необходимый для понимания основного текста книги, представлен словарь обозначений и дана подборка интересных задач. Монография содержит великолепный исчерпывающий список литературы со ссылками на оригинальные статьи.
Книгу отличает прекрасный стиль и внимание к читателю, что влечет за собой отточенность формулировок и ясность изложения. Она, безусловно, будет интересна всем исследователям, занимающимся космологией, как экспериментаторам, так и теоретикам, а также физикам, специализирующимся на изучении элементарных частиц.

Предисловие редакторов перевода................................. 13
Предисловие.................................................. 14
Основные обозначения.......................................... 19
Глава 1. РАСШИРЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ........................... 21
1.1. Геометрия пространства-времени........................... 22
1.2. Космологическое красное смещение ........................ 30
1.3. Расстояния при малых красных смещениях: постоянная Хаббла 34
1.4. Фотометрическое расстояние и расстояние по угловому диаметру ... 53
1.5. Динамика расширения................................... 57
1.6. Расстояния при больших красных смещениях: ускоряющееся расширение................................ 68
1.7. Космическое расширение или «усталость» света?.............. 81
1.8. Возрасты ............................................. 83
1.9. Массы ............................................... 90
1.10. Межгалактическое поглощение............................ 100
1.11. Подсчеты числа источников............................... 108
1.12. Квинтэссенция......................................... 114
1.13. Горизонты............................................. 124
Глава 2. РЕЛИКТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ............................ 127
2.1. Предвосхищение и открытие реликтового излучения ........... 127
2.2. Эпоха равновесия....................................... 135
2.3. Рекомбинация и последнее рассеяние....................... 140
2.4. Дипольная анизотропия.................................. 157
2.5. Эффект Сюняева—Зельдовича............................. 160
2.6. Первичные флуктуации реликтового излучения: беглый взгляд .... 164
Глава 3. РАННЯЯ ВСЕЛЕННАЯ................................. 177
3.1. Температурная история................................... 177
3.2. Космологический нуклеосинтез............................ 188
3.3. Бариосинтез и лептосинтез............................... 203
3.4. Холодная темная материя................................. 216
Глава 4. ИНФЛЯЦИЯ.......................................... 233
4.1. Три вопроса ........................................... 234
4.2. Медленная инфляция.................................... 240
4.3. Хаотическая инфляция, вечная инфляция.................... 248
Глава 5. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ МАЛЫХ ФЛУКТУАЦИЙ................ 251
5.1. Полевые уравнения ..................................... 251
5.2. Разложение Фурье и стохастические начальные условия........ 260
5.3. Выбор калибровки...................................... 268
5.4. Законы сохранения за пределами горизонта.................. 277
Глава 6. ЭВОЛЮЦИЯ КОСМОЛОГИЧЕСКИХ ФЛУКТУАЦИЙ....... 290
6.1. Скалярные возмущения — кинетическая теория............... 291
6.2. Скалярные возмущения — гидродинамический предел.......... 307
6.3. Скалярные возмущения — длинные волны ................... 315
6.4. Скалярные возмущения — короткие длины волн............... 323
6.5. Скалярные возмущения — интерполяция и передаточные функции................................. 337
6.6. Тензорные возмущения................................... 347
Глава 7. АНИЗОТРОПИИ НА МИКРОВОЛНОВОМ НЕБЕ........... 364
7.1. Общие формулы для флуктуаций температуры................ 364
7.2. Температурные мультипольные коэффициенты: скалярные моды . . . 379
7.3. Температурные мультипольные коэффициенты: тензорные моды . . . 398
7.4. Поляризация........................................... 407
Глава 8. РОСТ СТРУКТУРЫ.................................... 438
8.1. Линейные возмущения после рекомбинации .................. 439
8.2. Нелинейный рост....................................... 457
8.3. Коллапс барионной материи............................... 463
Глава 9. ГРАВИТАЦИОННЫЕ ЛИНЗЫ........................... 468
9.1. Уравнение линзы для точечных масс........................ 468
9.2. Увеличение: сильное линзирование и микролинзирование........ 471
9.3. Протяженные линзы..................................... 479
9.4. Задержка во времени................................... 483
9.5. Слабое линзирование................................... 489
9.6. Космические струны............................ 505
Глава 10. ИНФЛЯЦИЯ КАК ПРИЧИНА ВОЗНИКНОВЕНИЯ КОСМОЛОГИЧЕСКИХ ФЛУКТУАЦИЙ......... 507
10.1. Скалярные флуктуации во время инфляции.......... 508
10.2. Тензорные флуктуации во время инфляции................... 524
10.3. Флуктуации во время инфляции: приближение медленного скатывания............................................ 527
10.4. Мультиполевая инфляция................................. 537
Приложение А. Некоторые полезные числа.......................... 548
Приложение В. Обзор общей теории относительности................. 549
Приложение С. Обмен энергией между излучением и электронами....... 563
Приложение D. Эргодическая теорема............................. 568
Приложение Е. Гауссовские распределения 569
Приложение F. Ньютоновская космология.......................... 570
Приложение G. Поляризация фотонов............................. 573
Приложение Н. Релятивистское уравнение Больцмана................. 575
Словарь обозначений............................................ 585
Подборка задач................................................ 591
Именной указатель............................................. 594
Предметный указатель.......................................... 601