КНИГИ НА РУССКОМ ЯЗЫКЕ


 
Обложка Сажин М.В. Современная космология в популярном изложении
Id: 3251
 

Современная космология в популярном изложении

URSS. 2002. 240 с. Мягкая обложка. ISBN 5-354-00012-2. Уценка. Состояние: 4+. Блок текста: 5-. Обложка:4+. Возможны волнистые страницы.
Обращаем Ваше внимание, что книги с пометкой "Предварительный заказ!" невозможно купить сразу. Если такие книги содержатся в Вашем заказе, их цена и стоимость доставки не учитываются в общей стоимости заказа. В течение 1-3 дней по электронной почте или СМС мы уточним наличие этих книг или отсутствие возможности их приобретения и сообщим окончательную стоимость заказа.

В книге популярно изложены основные идеи и факты космологии. Приводятся ее критические наблюдательные тесты, дается характеристика каждой эпохи, которая является важной вехой в существовании нашего мира. Особое внимание уделено наблюдательной и физической космологии, а также тем из ее разделов, которые являются привлекательными с гносеологической точки зрения.


Оглавление
Введение
1Что такое космология?
 Предмет космологии
 Космология в последние годы XX столетия
 Недавняя история и перспективы космологии
2Тесты космологии
 Расширение нашей Вселенной
 Реликтовое излучение
 Крупномасштабная структура Вселенной
 Распространенность легких элементов
 Анизотропия реликтового излучения
 Гравитационные линзы
3Различные эпохи нашей Вселенной
 Ранняя Вселенная
  Рождение Вселенной
  Эпоха инфляции
  Рождение избытка вещества над антивеществом
  Электрослабый фазовый переход
  Рождение протонов и нейтронов
  Эпоха нуклеосинтеза
 Наша эра во Вселенной
  Эпоха доминирования темной материи
  Эпоха рекомбинации водорода
  Образование крупномасштабной структуры Вселенной
  Новая эра инфляции?
4Законы, управляющие эволюцией нашего мира
 Фридмановская модель
  Гравитационое взаимодействие в однородном мире
 Эволюция однородного мира
  Начало расширения -- сингулярность
  Горизонт в расширяющейся Вселенной
  Изменение Omega в расширяющейся Вселенной
  Lambda-член в нашей Вселенной
5Рождение Вселенной
 Рождение Вселенной из пены пространства-времени
  Квантовая гравитация
  Планковские единицы
  Гравитация и суперструны
6Физика элементарных частиц и космология
 Поиски единства взаимодействий и элементарных частиц в физике
 Что такое скалярное поле?
 Перенормировки в теории элементарных частиц
 Механизм Хиггса, новое скалярное поле
7Метафизические проблемы космологии
 Проблема горизонта
 Проблема плоскостности
 Почему расширяется Вселенная?
 Как образуется расширение по закону Хаббла?
8Инфляционная Вселенная
 Решение проблемы горизонта
 Решение проблемы плоскостности
 Почему расширяется Вселенная
 Как образуется расширение по закону Хаббла
 Окончание инфляционной стадии
9Возникновение зародышей галактик
 Возмущения плотности
  Виртуальные кванты
  Усиление нулевых колебаний
 Спектр Зельдовича--Харрисона
 Гравитационные волны
  Гравитационно-волновая астрономия
  Что такое гравитационно-волновой фон?
  Рождение и эволюция гравитационно-волнового фона
 Восстановление потенциала инфляции
10Модели инфляционной Вселенной
 "Новый" инфляционный сценарий
 Вечная или хаотическая инфляция
11Барионная асимметрия
 Барионная асимметрия Вселенной
 Распад протона
 Протон должен быть нестабильным
 Горячий бариосинтез
 Холодный бариогенез
12Реликтовое излучение
 Что такое реликтовое излучение
 Анизотропия реликтового излучения
 Возмущения плотности и гравитационные волны
  Восстановление потенциала инфляции
 Поляризация реликтового излучения
 Измерение вклада гравитационных волн
 Эффект Сюняева--Зельдовича
 Перспективы исследований анизотропии
13Крупномасштабная структура Вселенной
 Распределение галактик в крупных масштабах
 Начальная стадия роста возмущений плотности
 Нелинейная стадия развития возмущений
 Большой Аттрактор
14Темная материя во Вселенной
 Что такое темная материя?
  Первые наблюдательные данные о темной материи
 Формы распределения темной материи
 Поиски частиц темной материи
15Гравитационные линзы
 Как устроены гравитационные линзы
 Несколько примеров гравитационных линз
16Что открыли астрономы?
 Ускоренное расширение Вселенной
17Не хотите ли создать Вселенную?
 Как создать вселенную?
 Полузамкнутый мир
 Рождение нового мира
18Что нас ждет в будущем?
 Будущее нашей цивилизации
 Вечная инфляция
  Обновляющаяся Вселенная
 Передача послания в будущее
  Стимуляция рождения Вселенной
Литература

Введение

Эта книга написана в конце двадцатого века. Естественно, автору хочется упомянуть здесь важнейшие события в космологии, которые происходили в течение последних ста лет.

Двадцатый век характеризуется выдающимся прогрессом науки; в 1905 году родилась новая физика -- релятивистская (А.Эйнштейн), а несколько раньше -- квантовая (М.Планк), изменившая наши взгляды на структуру пространства-времени и структуру физических взаимодействий. Следствием этих открытий явились большие успехи в объяснении структуры материи и Вселенной. В начале века появилась также современная космология. Дата рождения современной космологии известна достаточно точно. Обычно ее отсчитывают от времени публикации статей А.А.Фридмана. В 1922 г. в немецком журнале "Zeitschrift fur Physik" была опубликована статья А.А.Фридмана "О кривизне пространства". Основной вывод этой работы заключался в том, что наша Вселенная эволюционирует, она расширяется, а ее собственный объем растет.

Эти выводы были настолько необычны, что даже А.Эйнштейн вначале воспринял их со скепсисом. Конечно, идея постоянного изменения не столь уж и необычна. Постоянные изменения мы наблюдаем в повседневной жизни; наблюдаются они и в космическом пространстве. День сменяется ночью, лето -- зимой, год -- годом. Но астрономы привыкли больше к циклическим изменениям. Причем эти циклические изменения происходят на фоне стационарной звездной картины. Идея поступательной эволюции во времена А.А.Фридмана была по-настоящему революционной. Сам А.Эйнштейн в 1917 г. создал модель стационарной Вселенной, в которой не было эволюции, у которой бесконечно много времени было в прошлом и бесконечно много времени в будущем, хотя позже он признал правильность идей А.А.Фридмана. Космологическая модель А.А.Фридмана, в которой было начало, или, как говорят сегодня, момент рождения, вначале была воспринята отталкивающе. Тем не менее она была подтверждена наблюдениями и сейчас является общепринятой.

В начале нашего века космология рассматривалась многими учеными как абстрактная наука, далекая даже от основных запросов фундаментальной физики и астрономии. До Второй мировой войны число специалистов, которые занимались космологией, можно было пересчитать по пальцам. Это было не удивительно, так как научная космология основывалась лишь на одном факте -- расширении Вселенной.

Ситуация значительно изменилась в шестидесятых годах двадцатого века. Эти годы положили начало "эпохе великих астрономических открытий". Среди прочих открытий, изменивших наши представления о Вселенной, было сделано открытие реликтового излучения.

Открытия в космологии следовали одно за другим. Особенно плодотворным оказались последние два десятилетия нашего века. Все это вызвало необычайный рост популярности космологии как в среде астрономов, так и в среде физиков. Число специалистов, которые тем или иным образом вовлечены в занятия космологией, приближается к нескольким тысячам. Число статей, посвященных космологии и связанным с ней областям науки, быстро растет. Появилась новая наука -- космомикрофизика, объединяющая в единую область науки космологию и физику элементарных частиц, которые теперь концептуально обогащают друг друга.

Эта книга является популярным изложением основных идей и фактов космологии; она построена по следующему принципу.

Вначале будет сказано о том, что такое космология, каков предмет ее изучения, рассказано о состоянии этой науки в последние два десятилетия.

Как и всякая наука, космология имеет набор наблюдений, или экспериментальных свидетельств, которые являются для нее критическими. Каждый из таких экспериментов являлся решающим в выборе современных взглядов на эволюцию и строение нашей Вселенной. Сразу после первой главы в книге будут описаны именно такие критические наблюдательные тесты космологии.

Затем идет краткое описание истории Вселенной, дается характеристика каждой эпохи, которая является важной вехой в существовании нашего мира. Первые три главы являются как бы расширенным введением.

Собственно сама космология излагается ниже. Рассказ о ней начинается с описания законов, которые управляют эволюцией в нашей Вселенной, подробного повествования о каждой эпохе ее развития, об экспериментальных исследованиях, которые обеспечивают космологию фактами.

Несколько в стороне от основного изложения лежат последние две главы книги, посвященные некоторым интересным, хотя и экзотическим проблемам современной космологии. Эти главы принадлежат, скорее, жанру научной фантастики. Они включены в книгу из-за их несомненной притягательности, из-за того, что они поднимают проблемы волнующие, пожалуй, всех.

Исторические справки, которые время от времени встречаются в книге, будут, в основном, касаться российских космологов, их вклада в изучение космологии в двадцатом веке.

Современная космология представляет из себя чрезвычайно широкое поле деятельности, ее можно условно подразделить на наблюдательную космологию, физическую космологию и математическую космологию. Каждый из разделов представляет, фактически, особую область науки. Автор не может претендовать на исчерпывающее знание всех разделов космологии, поэтому особое внимание будет уделяться лишь наблюдательной и физической космологии, а также тем из ее разделов, которые являются привлекательными с гносеологической точки зрения.

Немного о стиле изложения. Книга является популярной. Автор старался подробно объяснять встречающиеся термины, основные идеи и понятия космологии. Тем не менее полностью в популярной книге это сделать невозможно. Как и всякая естественная наука, космология имеет свой язык -- математическое описание явлений и процессов. Человеческий язык слишком беден для того, чтобы описать физические и космологические явления без привлечения математики. Не всегда помогают и аналогии, а для некоторых процессов аналогии из обыденной жизни просто отсутствуют.

Все же автор старался опускать сложные описания, включающие математические формулы. Читатель найдет в книге небольшое количество формул, которые используются в том случае, когда описание словами либо невозможно, либо слишком отягощает книгу. Для того чтобы основные идеи были поняты и восприняты неспециалистами, использовались математические понятия не сложнее тех, которые входят в программу старших классов средней школы.

И последнее. Сегодня космология переживает "золотой век". Она становится чрезвычайно популярной. Создаются научные организации, посвященные изучению космологии, в обществе становится престижным и модным говорить о ней, слушать лекции специалистов-космологов. Социальные институты обращают свое внимание на космологию. Папа Иоанн Павел II в специальном послании указывает, что современная космология согласуется с библейскими истинами, иерархи православной церкви посвящают ей книги (Епископ Василий (Родзянко). Теория распада Вселенной и вера отцов. М.: Изд-во "Православный паломник", 1996.), телевидение представляет возможности для выступления перед широкой аудиторией С.Хокингу -- одному из знаменитых космологов современности, другим специалистам. Все это свидетельствует о большой популярности космологии в современном обществе, а следовательно, вселяет надежду на то, что эта область естествознания будет востребована в современном обществе еще в течение долгого времени.

Автору хочется выполнить приятный долг и поблагодарить М.Е.Прохорова, В.Н.Семенцова, О.С.Хованскую, которые помогали в работе над книгой, а также В.Г.Сурдина, беседы с которым вдохновили меня на написание книги.