URSS.ru Магазин научной книги
Обложка Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Релятивистская астрофизика Обложка Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Релятивистская астрофизика
Id: 348205
1729

Релятивистская астрофизика Изд. 2, стереотип.

2026. 664 с.
Типографская бумага

Аннотация

Настоящая книга содержит систематическое изложение проблем релятивистской астрофизики.

Одним из самых острых вопросов физики космоса является вопрос о строении Вселенной в целом, ее эволюции в прошлом, ее будущем; вопрос о физических процессах на ранних этапах расширения окружающего мира, о процессах, приведших к образованию галактик и звезд. Астрономические открытия дают надежную наблюдательную основу разработки этих... (Подробнее)


Оглавление
top
Предисловие к первому изданию9
Раздел 1 ТЕОРИЯ ТЯГОТЕНИЯ13
Глава 113
Введение13
§ 1. Равенство инертной и гравитационной масс13
§ 2. Основная идея ОТО16
§ 3. Свойства неинерциальных систем18
§ 4. Измерение времени и пространственных расстояний21
§ 5. Некоторые формулы для криволинейных координат25
§ 6. Динамические и кинематические величины28
§ 7. Кривизна пространства — времени31
§ 8. Уравнения тяготения Эйнштейна и уравнения движения33
§ 9. Закон Ньютона и слабое поле тяготения36
§ 10. Аналог зееман-эффекта в гравитационном поле вращающегося тела42
§11. Излучение гравитационных волн43
§ 12. Гравитационное излучение двойных звезд46
Глава 2 Неизбежность общей теории относительности (ОТО) и задачи теории тяготения51
§ 1. Введение51
§ 2. Единая теория поля, геометродинамика, фундаментальная масса и длина52
§ 3. Тяготение в плоском пространстве53
§ 4. Неизбежность идеи кривизны пространства—времени61
Глава 3 Сферически-симметричное поле тяготения64
§ 1. Введение64
§ 2. Поле тяготения Шварцшильда 67
§ 3. Поле тяготения внутри звезды69
§ 4. Движение по радиусу лучей света и ультрарелятивистских частиц71
§ 5. Движение по радиусу нерелятивистских частиц73
§ 6. Потенциальные кривые движения78
§ 7. Круговые орбиты81
§ 8. Движение релятивистской частицы вкулоновском поле83
§ 9. Гравитационный захват нерелятивистской частицы84
§ 10. Движение ультрарелятивистских частиц и лучей света85
§ 11. Движение тел в поле тяготения Шварцшильда с учетом гравитационного излучения87
§ 12. R- и Т-области в пространстве — времени Шварцшильда90
§ 13. Внутреннее решение для нестатического шара95
§ 14. Метрика Крускала97
Глава 4 Несферические поля тяготения105
§ 1. Введение105
§ 2. Статическое поле с аксиальной симметрией106
§ 3. Внешнее поле вращающегося тела111
§ 4. Сфера Шварцшильда во внешнем квадрупольном поле115
§ 5. Гравитационное сжатие слабо вращающегося тела с малыми отклонениями от сферической симметрии116
§ 6. Что происходит с веществом после ухода под Sm?121
Раздел II. УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА Глава 5 Введение126
§ 1. Понятие давления; разные виды давления; случай дальнодействия126
Глава 6 Холодное вещество132
§ 1. Подразделение на области132
§ 2. Вырожденный электронный газ 131
§ 3. Поправки в области высоких давлений138
§ 4. Область средних плотностей, 10^6>р>500 г/см^3141
§ 5. Ядерные процессы и ядерное взаимодействие — влияние на уравнение состояния147
§ 6. Свойства нейтронного газа153
§ 7. Плотность, превышающая ядерную156
§ 8. Идеальный нейтронный газ при сверхвысокой плотности158
§ 9. Идеальный газ с учетом взаимного превращения частиц159
§ 10. Все ли «элементарные» частицы элементарны?163
§11. Электромагнитное взаимодействие частиц164
§ 12. Предельно жесткое уравнение состояния167
Глава 7 Свойства вещества при высокой температуре171
§ 1. Физические условия в обычных звездах171
§ 2. Высокие температуры173
§ 3. Различные типы равновесия175
Глава 8 Термодинамические величины при высоких температурах181
§ 1. Нейтральный газ, плазма; равновесие ионизации181
§ 2. Термодинамика излучения184
§ 3. Пары и нейтрино187
§ 4. Диссоциация ядер191
§ 5. Безразмерная энтропия195
Раздел III РЕЛЯТИВИСТСКИЕ СТАДИИ ЭВОЛЮЦИИ КОСМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ198
Глава 9198
Введение198
Глава 10 Равновесие и устойчивость звезд203
§ 1. Равновесие и устойчивость звезды в целом203
§ 2. Общие задачи теории равновесия звезд213
§ 3. Энергетический подход к теории равновесия звезды, состоящей из вещества с у, близким к 4/з216
§ 4. Теория холодных белых карликов221
§ 5. Нейтронные звезды231
§ 6. Дефект массы235
§ 7. Устойчивость нейтронных звезд238
§ 8. О решениях с положительной энергией240
§ 9. Равновесие сверхмассивной звезды244
§ 10. Критические состояния звезд средней массы259
Глава 11 Эволюция звезд и звездных систем266
§ 1. Эволюция звезды с массой, меньшей «ОВ» предела266
§ 2. Физика нейтронных звезд273
§ 3. Эволюция звезды с массой, большей «ОВ» предела277
§ 4. Нестабильность массивных звезд с ядерными источниками энергии278
§ 5. Устойчивость эволюции звезды280
§ 6. Релятивистский коллапс286
§ 7. Метастабильность любого равновесного состояния289
§ 8. Испускание нейтрино при коллапсе остывшей звезды292
§ 9. Испускание нейтрино горячей плазмой при коллапсе массивных звезд296
§ 10. Ранние фазы эволюции сверхмассивной звезды302
§ 11. Эволюция сверхмассивной звезды (без турбулентности и вращения)304
§ 12. Вращение и истечение. Общие соотношения314
§ 13. Равновесие и форма вращающейся звезды. Ньютоновская теория319
§ 14. Поправки на ОТО в теории вращающейся звезды323
§ 15. Приближенная теория равновесия328
§ 16. Вращающиеся массивные звезды, турбулентность и квазары330
§ 17. Турбулентность334
§ 18. Эволюция вращающейся звезды. Скорость истечения336
§ 19. Равновесие и коллапс системы точечных масс, взаимодействующих только гравитационно340
Глава 12 Физические процессы в окрестности релятивистских объектов и сопоставление с наблюдениями346
§ 1. Аккреция газа нейтронными и застывшими звездами346
§ 2. Падение частиц на звезду348
§ 3. Гидродинамическое решение350
§ 4. Движение и выделение энергии в газодинамическом решении; эффекты ОТО353
§ 5. Несимметричная аккреция в поле застывшей звезды355
§ 6. Магнитные и магнитогидродинамические явления360
§ 7. Сопоставление с наблюдениями367
Глава 13 Квазары378
§ 1. Наблюдательные свойства квазаров378
§ 2. Теория квазаров380
Раздел IV КОСМОЛОГИЯ387
Глава 14 Введение387
§ 1. Общее состояние космологической проблемы387
Глава 15 Локальные свойства однородной изотропной космологической модели395
§ 1. Локальный закон распределения скорости395
§ 2. Закон эволюции. Критическая плотность398
§ 3. Продолжительность расширения400
§ 4. Два частных решения. Начальная стадия402
§ 5. Влияние давления на закон расширения. Качественные соображения404
§ 6. Уравнения движения с учетом давления406
§ 7. Время расширения при наличии давления408
§ 8. Начальная стадия при наличии давления409
Глава 16 Геометрические топологические свойства однородной и изотропной модели мира411
§ 1. Геометрическая структура модели Вселенной как целого411
§ 2. Полузамкнутые миры и физическая интерпретация метрики Крускала415
§ 3. Метрика открытого мира420
§ 4. Случай критической плотности424
Глава 17 Распространение света и нейтрино; методы проверки космологических теорий наблюдениями427
§, 1. Красное смещение и уменьшение импульса427
§ 2. Наблюдаемые величины и горизонт429
§ 3. Графики и формулы для наблюдаемых величин435
§ 4. Первое приближение и евклидово пространство. Параметр ускорения443
§ 5. Распределение по видимым величинам449
§ 6. Далекие объекты и общая плотность излучения454
§ 7. Наблюдаемые величины во Вселенной, однородной лишь в среднем465
§ 8. Исследование неоднородности распределения галактик468
§ 9. О возможности определения космологической модели по наблюдениям далеких объектов473
§ 10. Эволюция радиоисточников476
Глава 18 Горячая космологическая модель. Физика ранних этапов расширения однородной модели484
§ 1. Гипотезы о состоянии вещества в начальной стадии расширения (общее введение)484
§ 2. Космологическое расширение высокотемпературной плазмы и установление равновесия490
§ 3. Рождение гравитонов на ранних стадиях расширения горячей модели497
§ 4. Ядерные реакции в горячей модели500
§ 5. Антинуклоны в горячей плазме505
§ 6. Кварки в горячей модели511
Глава 19 Развитие возмущений в горячей модели; происхождение галактик, скоплений галактик, квазаров516
§ 1. Вводные замечания516
§ 2. Изменение пекулярных движений с космологическим расширением517
§ 3. Гравитационная неустойчивость однородного мира520
§ 4. Рост возмущений произвольной формы и автомодельные решения524
§ 5. Неустойчивость и закон возрастания неоднородностей в горячей модели531
§ 6. Гипотеза образования галактик и квазаров534
§ 7. Спектр возмущений538
Глава 20 Прохождение через сингулярное состояние и эпоха до расширения Метагалактики544
§ 1. Неоднородность плотности на раннем дозвездном этапе расширения: оценка верхнего предела неоднородности544
§ 2. О возможности существования сверхплотных тел на ранних стадиях расширения горячей модели547
§ 3. Что было до расширения Метагалактики?551
§ 4. Зарядовая несимметрия и энтропия горячей Вселенной552
§ 5. Осциллирующая модель и модель однократного сжатия и расширения554
Глава 21 Анизотропные однородные космологические модели и некоторые выводы558
§ 1. Вводные замечания558
§ 2. Ньютоновская теория анизотропного однородного решения561
§ 3. Гравитационный парадокс ньютоновской теории564
§ 4. Релятивистская теория анизотропного однородного решения566
§ 5. Магнитная модель однородной Вселенной570
§ 6. Ядерные реакции на ранней стадии в анизотропной горячей модели575
§ 7. Рост возмущений плотности в анизотропных однородных моделях578
§ 8. Нейтрино и гравитоны в анизотропной космологической модели579
§ 9. Заключительные замечания583
Глава 22 Критика некоторых других космологических направлений586
§1.0 принципе Маха586
§ 2. Теория рождения вещества588
§ 3. Другие объяснения красного смещения591
§ 4. Электрическая Вселенная592
§ 5. Направление времени593
Дополнения596
Литература641

Об авторах
top
photoЗельдович Яков Борисович
Выдающийся советский физик-теоретик, академик АН СССР. Учился на физико-математическом факультете Ленинградского государственного университета. Работал в Институте химической физики АН СССР (с 1931 г.), в Институте прикладной математики АН СССР (с 1964 г.). Профессор Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (с 1966 г.). Трижды Герой Социалистического Труда (за создание советских атомной и водородной бомб), лауреат Ленинской и четырех Государственных премий СССР.

Работы Я. Б. Зельдовича были посвящены химической физике, теории горения, физике ударных волн и детонации, физической химии, физике атомного ядра и элементарных частиц, астрофизике и космологии. Он стал одним из основателей современной теории горения, детонации и ударных волн; впервые осуществил расчет цепной реакции деления урана (совместно с Ю. Б. Харитоном); разработал теорию последних стадий эволюции звезд с учетом эффектов общей теории относительности, теорию гравитационного коллапса, теорию процессов в расширяющейся «горячей Вселенной». Им также был написан учебник по математике «Высшая математика для начинающих и ее приложения к физике», выдержавший множество переизданий c дополнениями и исправлениями.

photoНовиков Игорь Дмитриевич
Выдающийся астрофизик-теоретик и космолог, член-корреспондент РАН. Член Европейской академии наук, Датской королевской академии наук, Бельгийской академии наук, Лондонского королевского астрономического общества. Награжден медалью Эддингтона (2007), Международной научной премией им. Виктора Амбарцумяна (2012), премией им. А. А. Фридмана РАН (2014). Удостоен Первой международной премии и медали Джона Арчибальда Уилера за вклад в общую теорию относительности и теорию черных дыр (2020, совместно с Кипом Торном и Роджером Пенроузом).

Окончил астрономическое отделение мехмата МГУ (1959), аспирантуру Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга (1962). Защитил кандидатскую диссертацию «Сферические гравитационные поля в ОТО» (1963), докторскую диссертацию «Ранние стадии космологического расширения» (1970). Работал в Институте прикладной математики АН СССР (1963–1974) под руководством Я. Б. Зельдовича, в Институте космических исследований АН СССР в качестве заведующего сектором релятивистской астрофизики (1974–1990), затем в Физическом институте АН СССР. В 1994 году стал директором Центра теоретической астрофизики, в 2001 году занял пост заместителя по науке руководителя Астрокосмического центра ФИАН.

И. Д. Новиков внес значительный вклад в релятивистскую астрофизику и космологию. Он является одним из создателей теории внутреннего строения черных дыр, возникающих в конце эволюции массивных звезд. Предложил одну из первых моделей образования галактик в рамках "горячей" Вселенной (1967), развил первую модель скрытой массы (1980). Выдвинул гипотезу "белых дыр", исследовал влияние квантовых эффектов на белые и черные дыры. Участник нескольких проектов по созданию космических обсерваторий. Автор и соавтор свыше 300 научных работ и книг, многие из которых переведены на английский, немецкий, французский, испанский, итальянский, китайский и другие языки.