URSS.ru - Издательская группа URSS. Научная и учебная литература
Об издательстве Интернет-магазин Контакты Оптовикам и библиотекам Вакансии Пишите нам
КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Вернуться в: Каталог  
Обложка Горбунов Д.С., Рубаков В.А. Введение в теорию ранней Вселенной: Теория горячего Большого взрыва
Id: 193178
 
1199 руб. Бестселлер!

Введение в теорию ранней Вселенной: Теория горячего Большого взрыва. Изд.3, перераб. и значит. доп.

URSS. 2016. 616 с. Твердый переплет. ISBN 978-5-9710-1679-3.

 Аннотация

Настоящая книга написана в значительной мере с точки зрения связи космологии с физикой микромира. В ней излагаются результаты, относящиеся к однородной изотропной Вселенной на горячей стадии ее эволюции и на последующих космологических этапах. В основных разделах рассматриваются установившиеся представления о ранней и современной Вселенной; эти разделы могут служить современным введением в данную бурно развивающуюся область науки. Для облегчения чтения основных разделов в приложениях приведены необходимые сведения из общей теории относительности и теории элементарных частиц. Кроме того, в книге рассматриваются гипотезы (зачастую альтернативные друг другу), относящиеся к нерешенным проблемам космологии, таким как проблемы темной материи, темной энергии, асимметрии между веществом и антивеществом и т.д.

Монография имеет продолжение "Введение в теорию ранней Вселенной: Космологические возмущения. Инфляционная теория" (М.: URSS), в котором излагаются результаты, относящиеся к теории развития космологических возмущений, инфляционной теории и теории постинфляционного разогрева.

Книга предназначена для научных работников, аспирантов и студентов, специализирующихся в области физики элементарных частиц и в области космологии.


 Оглавление

Предисловие
1. Космология. Краткий обзор
 1.1. О единицах измерения
 1.2. Вселенная сегодня
  1.2.1. Однородность и изотропия
  1.2.2. Расширение
  1.2.3. Время жизни Вселенной и размер ее наблюдаемой части
  1.2.4. Пространственная плоскостность
  1.2.5. "Теплая" Вселенная
 1.3. Баланс энергий в современной Вселенной
 1.4. Вселенная в будущем
 1.5. Вселенная в прошлом
  1.5.1. Рекомбинация
  1.5.2. Первичный нуклеосинтез
  1.5.3. Закалка нейтрино
  1.5.4. Фазовые переходы во Вселенной
  1.5.5. Генерация барионной асимметрии
  1.5.6. Генерация темной материи
 1.6. Образование структур во Вселенной
 1.7. Инфляционная стадия
2. Однородная изотропная Вселенная
 2.1. Однородные изотропные пространства
 2.2. Метрика Фридмана--Робертсона--Уокера
 2.3. Красное смещение. Закон Хаббла
 2.4. Замедление относительного движения
 2.5. Газы свободных частиц в расширяющейся Вселенной
3. Динамика расширения Вселенной
 3.1. Уравнение Фридмана
 3.2. Примеры космологических решений. Возраст Вселенной. Космологический горизонт
  3.2.1. Нерелятивистское вещество ("пыль")
  3.2.2. Ультрарелятивистское вещество ("радиация")
  3.2.3. Вакуум
  3.2.4. Уравнение состояния p=w
 3.3. Решения с реколлапсом
4. '03CDM: космологическая модель с темной материей и темной энергией
 4.1. Современный состав Вселенной
 4.2. Общие свойства эволюции Вселенной
 4.3. Переход от замедления к ускорению
 4.4. Переход от радиационно-доминированной к пылевидной стадии
 4.5. Возраст современной Вселенной и размер горизонта
 4.6. Соотношение "видимая яркость -- красное смещение" для удаленных стандартных свеч
 4.7. Угловые размеры удаленных объектов
 4.8. Квинтэссенция
  4.8.1. Особенности эволюции однородного скалярного поля в расширяющейся Вселенной
  4.8.2. Ускоренное расширение Вселенной за счет скалярного поля
  4.8.3. Следящее поле
5. Термодинамика в расширяющейся Вселенной
 5.1. Функции распределения бозонов и фермионов
 5.2. Энтропия в расширяющейся Вселенной. Барион-фотонное отношение
 5.3. *Модели с промежуточной пылевидной стадией: генерация энтропии
 5.4. *Неравновесные процессы
6. Рекомбинация
 6.1. Температура рекомбинации
 6.2. Последнее рассеяние фотонов
 6.3. *Выполнение условий термодинамического равновесия
 6.4. Горизонт на момент рекомбинации и угол, под которым он виден сегодня. Пространственная плоскостность Вселенной
7. Реликтовые нейтрино
 7.1. Температура закалки нейтрино
 7.2. Эффективная температура нейтрино. Космологическое ограничение на массу нейтрино
 7.3. *Стерильные нейтрино
8. Первичный нуклеосинтез
 8.1. Закалка нейтронов. Нейтрон-протонное отношение
 8.2. Начало нуклеосинтеза. Направление термоядерных реакций
 8.3. Кинетика нуклеосинтеза
  8.3.1. Горение нейтронов, p+nD +\!
  8.3.2. Горение дейтерия
  8.3.3.*Образование первичных 3 He и 3H
  8.3.4. *Образование и горение наиболее тяжелых ядер первичной плазмы
 8.4. Наблюдаемая распространенность первичных элементов
9. Темная материя
 9.1. Холодная, горячая и теплая темная материя
 9.2. Закалка тяжелых реликтовых частиц
 9.3. Слабовзаимодействующие массивные частицы (WIMPs)
 9.4. Другие применения результатов раздела 9.2
  9.4.1. Остаточная плотность барионов в барион-симметричной Вселенной
  9.4.2. *Тяжелые нейтрино
 9.5. Новые частицы -- кандидаты на роль темной материи
 9.6. *Стабильные частицы в суперсимметричных теориях
  9.6.1. Нейтралино
  9.6.2. Снейтрино
  9.6.3. Гравитино
 9.7. *Другие кандидаты
  9.7.1. Аксионы и другие легкие долгоживущие частицы
  9.7.2. Сверхтяжелые реликтовые частицы
  9.7.3. Экзотика
10. Фазовые переходы в ранней Вселенной
 10.1. Типы фазовых переходов
 10.2. Эффективный потенциал в однопетлевом приближении
 10.3. Инфракрасная проблема
11. Генерация барионной асимметрии
 11.1. Необходимые условия генерации асимметрии
 11.2. Несохранение барионного и лептонных чисел во взаимодействиях частиц
  11.2.1. Электрослабый механизм
  11.2.2. Нарушение барионного числа в теориях Большого объединения
  11.2.3. Несохранение лептонных чисел и майорановские массы нейтрино
 11.3. Генерация асимметрии в распадах частиц
 11.4. Барионная асимметрия и массы нейтрино: лептогенезис
 11.5. Электрослабый бариогенезис
  11.5.1. Условия нарушения термодинамического равновесия
  11.5.2. *Генерация барионной асимметрии на толстой, медленно движущейся стенке
  11.5.3. *Бариогенезис на тонкой стенке
 11.6. *Механизм Аффлека--Дайна
  11.6.1. Скалярные поля, несущие барионное число
  11.6.2. Генерация асимметрии
 11.7. Заключительные замечания
12. Топологические дефекты и солитоны во Вселенной
 12.1. Образование топологических дефектов в ранней Вселенной
 12.2. *Монополи т'Хоофта--Полякова
  12.2.1. Монополи в калибровочных теориях
  12.2.2. Механизм Киббла
  12.2.3. Остаточная концентрация: проблема монополей
 12.3. *Космические струны
  12.3.1. Струнные конфигурации
  12.3.2. Газ космических струн
  12.3.3. Дефицит угла
  12.3.4. Струны во Вселенной
 12.4. *Доменные стенки
 12.5. *Текстуры
 12.6. *Гибридные топологические дефекты
 12.7. *Нетопологические солитоны: Q-шары
  12.7.1. Модель с двумя полями
  12.7.2. Модели с плоскими направлениями
A Элементы общей теории относительности
 A.1. Тензоры в искривленном пространстве-времени
 A.2. Ковариантная производная
 A.3. Тензор кривизны
 A.4. Уравнения гравитационного поля
 A.5. Конформно-связанные метрики
 A.6. Взаимодействие материи с гравитационным полем. Тензор энергии-импульса
 A.7. Движение частиц в гравитационном поле
 A.8. Ньютоновский предел в общей теории относительности
 A.9. Линеаризованные уравнения Эйнштейна на фоне пространства Минковского
 A.10. Макроскопический тензор энергии-импульса
 A.11. Обозначения и соглашения
B Стандартная модель физики частиц
 B.1. Описание Стандартной модели
 B.2. Глобальные симметрии Стандартной модели
 B.3. C-, P-, T-преобразования
 B.4. Смешивание кварков
 B.5. Эффективная теория Ферми
 B.6. Особенности сильных взаимодействий
 B.7. Эффективное число степеней свободы в Стандартной модели
C Осцилляции нейтрино
 C.1. Смешивание нейтрино и осцилляции
  C.1.1. Вакуумные осцилляции
  C.1.2. Осцилляции трех типов нейтрино в частных случаях
  C.1.3. Эффект Михеева--Смирнова--Вольфенштейна
 C.2. Наблюдения нейтринных осцилляций
  C.2.1. Солнечные нейтрино и KamLAND
  C.2.2. Атмосферные нейтрино, K2K и MINOS
  C.2.3. CHOOZ: ограничение на |Ue3|
 C.3. Значения параметров осцилляций
 C.4. Дираковские и майорановские массы. Стерильные нейтрино
 C.5. Прямые поиски масс нейтрино
D Квантовая теория поля при конечных температурах
 D.1. Бозонные поля: евклидово время и периодические граничные условия
 D.2. Фермионные поля: антипериодические условия
 D.3. Теория возмущений
 D.4. Однопетлевой эффективный потенциал
 D.5. Дебаевская экранировка
Монографии, обзоры
Литература
Предметный указатель

 Предисловие

Современная космология тесно связана с физикой микромира, изучающей элементарные частицы и их взаимодействия на наиболее фундаментальном уровне. Именно с этой точки зрения и написана эта книга. В ней излагаются результаты, относящиеся к однородной изотропной Вселенной на горячей стадии ее эволюции и на последующих космологических этапах. Эту область космологии нередко называют теорией горячего Большого взрыва. Предполагается, что в дальнейшем будет написана вторая часть книги, посвященная инфляционной теории, теории постинфляционного разогрева и теории развития космологических возмущений, т.е. неоднородностей во Вселенной.

В основу книги положен курс лекций, читавшийся в течение ряда лет на кафедре квантовой статистики и теории поля физического факультета Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова студентам, специализирующимся в области теоретической физики. Мы сочли целесообразным, однако, добавить ряд более специальных разделов, помеченных в книге звездочкой. Дело в том, что в космологии имеются проблемы (природа темной материи и темной энергии, механизм образования асимметрии между веществом и антивеществом и т.д.), которые еще не нашли своего однозначного решения. Большая часть дополнительных разделов как раз и посвящена обсуждению соответствующих гипотез, зачастую альтернативных друг другу. При первом чтении эти разделы можно опустить.

Для чтения книги достаточно, в принципе, знания материала, обычно излагаемого в курсах общей физики. Поэтому основные разделы книги должны быть доступны студентам старших курсов университетов. Необходимые для их чтения сведения из общей теории относительности и теории элементарных частиц помещены в приложениях, не претендующих, разумеется, на сколько-нибудь полное изложение этих самостоятельных направлений физики. В то же время, в некоторых разделах, помеченных звездочкой, используются методы классической и квантовой теории поля, а также неравновесной статистической физики, так что для их чтения желательно владение соответствующими методами.

Сколько-нибудь полный библиографический обзор по обсуждаемым темам выходил бы далеко за рамки этой книги. Для ориентировки читателя мы поместили в конце книги перечень монографий и обзоров, в которых рассматриваются затронутые нами вопросы. Разумеется, этот перечень далеко не полон. По ходу изложения мы также приводим ссылки на оригинальную литературу, откуда мы почерпнули те или иные частные результаты.

Наблюдательная космология, как и экспериментальная физика частиц, быстро развивается. Приведенные в книге наблюдательные и экспериментальные данные и результаты их обработки (значения космологических параметров, ограничения на массы и константы связи новых гипотетических частиц и т.д.), скорее всего, будут уточнены уже до выхода книги в свет. Восполнить этот пробел поможет, например, обращение к регулярно обновляемым материалам Particle Data Group (http://pdg.lbl.gov).

Мы хотели бы поблагодарить наших коллег из Института ядерных исследований РАН Ф.Л.Безрукова, С.В.Демидова, В.А.Кузьмина, Д.Г.Левкова, М.В.Либанова, Г.И.Рубцова, Д.В.Семикоза, П.Г.Тинякова, И.И.Ткачева, С.В.Троицкого за участие в подготовке курса лекций и многочисленные полезные обсуждения и ценные замечания. Мы особенно признательны С.Л.Дубовскому, принимавшему участие в работе над книгой на начальном этапе. Мы глубоко благодарны В.С.Березинскому, А.Боярскому, А.Виленкину, М.Б.Волошину, М.И.Высоцкому, А.Д.Долгову, С.Л.Дубовскому, Д.И.Казакову, Д.Г.Левкову, И.Д.Новикову, Э.Я.Нугаеву, К.А.Постнову, М.В.Сажину, Д.В.Семикозу, А.Ю.Смирнову, А.А.Старобинскому, А.Н.Тавхелидзе, П.Г.Тинякову, С.Ю.Хлебникову и М.Е.Шапошникову за многочисленные полезные замечания и критику на предварительную версию этой книги.


 Об авторах

Горбунов Дмитрий Сергеевич
Доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Института ядерных исследований РАН, научный сотрудник кафедры физики частиц и космологии физического факультета Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. В круг научных интересов входят физика элементарных частиц, космология, квантовая теория поля, физика космических лучей высоких и сверхвысоких энергий. Лауреат Золотой медали с премией Российской академии наук для молодых ученых за 2003 год, премии Президента РФ в области науки и технологий для молодых ученых за 2010 год.
Рубаков Валерий Анатольевич
Академик Российской академии наук. Главный научный сотрудник Института ядерных исследований РАН, профессор Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова. Физик-теоретик, известный специалист в области физики элементарных частиц, космологии, квантовой теории поля, теории гравитации. Лауреат Золотой медали с премией РАН для молодых ученых за 1984 год, премии им. А. А. Фридмана РАН (1999), Международных премий им. И. Я. Померанчука (2003), им. М. А. Маркова (2005) и им. Й. Х. Д. Йенсена (2009).
 
© URSS 2016.

Информация о Продавце