У нас вы можете скачать книгу Физическая космология В. Н. Лукаш, Е. В. Михеева в fb2, txt, PDF, EPUB, doc, rtf, jar, djvu, lrf!

Библиотека позволяет скачивать литературу в различных форматах. Сделать стартовой Добавить в Избранное. Физическая космология [ Наука и образование 7 августа ] Название: Теория шаровой расширяющейся Вселенной.

Природа времени, движения и материи скачать pdf 16 мб - М. Шульман Введение в теорию ранней Вселенной. Инфляционная теория скачать pdf 20 мб - Горбунов Д. Современная космология в популярном изложении скачать pdf 11 mb - Сажин М.

В Релятивистская астрофизика и физическая космология скачать djvu 12 mb - Бисноватый-Коган Г. Добавить комментарий на сайт. Подчеркнем, что сделанные выше выводы о влиянии ТЭ на формирование структуры справедливы и в более общем случае рЕ — —ре - В модели сверхслабого поля плотность ТЭ также вначале заморожена постоянна , однако под воздействием собственной гравитации она начнет изменяться в будущем и релак-сировать к нулю в течение многих хаббловских эпох.

Привлекательность идеи сверхслабого поля связана, в частности, с тем. Образно можно сказать, что вся история Вселенной это история релаксации полей, выведенных из состояния равновесия в эпоху Большого взрыва3. Подведем итог главным урокам геометрической экстраполяции, следующим из ОТО и наблюдательной космологии.

Начнем с геометрии в нулевом порядке она адекватно описывается моделью Фридмана и фиксирована значениями космологических параметров, полученных из анализа астрономических данных. Подстановка этих параметров в уравнения Фридмана дает хаббловскую функцию Н а и ее производную 7 а , допускающие. Напомним хаббловский и планковский масштабы в разных единицах измерений: В уравнениях 20 21 нет свободных параметров.

Строгость временной экстраполяции ограничена только точностью численных коэффициентов и скрытыми параметрами в погрешностях наблюдений. Какие уроки мы можем извлечь из эволюции. При дальнейшей экстраполяции в прошлое. Уравнение 21 описывает распад y от 2 до 0. Чтобы объяснить, каким образом начальные возмущения оказались в непричинной зоне, необходим предшествовавший 22 период расширения с растущей функцией Yj начиная от значений, меньших единицы.

Оба эти прямые аргументы указывают на наличие в истории ранней Вселенной периода с инфляционной динамикой. К ним можно добавить теоретический результат о неизбежном образовании хаббловского потока из первоначально неоднородного распределения гравитирующей среды при ее локально-инфляционном расширении см. Если первые два аргумента вытекают из экстраполяции ОТО к большим энергиям, то последний является внутренним свойством ОТО и никак не ограничен масштабами энергий.

Существует также ряд косвенных свидетельств в пользу инфляционной динамики Большого взрыва: Важнейшие динамические свойства Вселенной мы узнаём из описания геометрии в первом порядке. Говоря о Вселенной, мы подразумеваем хаббловский поток. Создание Вселенной это создание хаббловского потока. Противоположный ему процесс разрушения хаббловского потока мы называем гравитационной неустойчивостью и, в конечном счете, образованием структуры во Вселенной.

Гравитационная неустойчивость может динамически развиваться только в нерелятивистской среде, состоящей из слабовзаимодействующих частиц, поскольку наличие давления препятствует росту неоднородностей плотности. В нашей Вселенной роль такой среды выполняет ТМ. Однако логарифмический рост контраста плотности ТМ на стадии доминирования радиации недостаточен для развития структур.

Для ускорения темпа роста возмущений необходимо доминирование самой ТМ, что неизбежно наступает в некоторый момент времени в силу того, что плотность ТМ уменьшается медленнее, чем плотность радиации. Однако если во Вселенной существуют другие формы материи с эффективным отрицательным давлением, то их плотности энергий изменяются со временем еще медленнее, чем у ТМ, и эти формы рано или поздно прекращают стадию доминирования ТМ н останавливают развитие гравитационной неустойчивости.

Именно так и происходит в нашей Вселенной. Квантово-гравитационная теория генерации космологических возмущений плотности была создана в г. Гейзенберговское состояние элементарных гармонических осцилляторов с импульсом k, описывающих эволюцию скалярных степеней свободы возмущений кривизны.

Эта оценка вселяет надежду, что в наблюдательных данных может содержаться информация о начале инфляционной стадии Большого взрыва. Причиной рождения возмущения является гравитационное поле хаббловского потока расширяющейся материи, которое параметрически воздействует на элементарные осцилляторы.

Неоднородности кривизны в геометрии Фридмана описываются теорией безмассового скалярного поля и представляют тем самым огромный интерес, поскольку, с одной стороны, имеется хорошо понимаемая физика их происхождения, а с другой они послужили затравками для образования галактик и наблюдаемой крупномасштабной структуры Вселенной. Рожденные параметрическим образом космологические поля возмущений обладают целым рядом характерных признаков и свойств, которые подтверждаются наблюдениями.

Прежде всего, это наблюдаемые случайная пространственная фаза и гауссова статистика догалактических возмущений поля плотности. Данное свойство изначально присуще скалярным вакуумным флуктуациям.

Другой факт выделенная временная фаза скалярных неодно-родностей. Это общее свойство затравочных возмущений плотности для образования космологической структуры, было, по-видимому, впервые предсказано А. Сахаровым в г. Однако долгое время оставался открытым вопрос, как физически образуется именно растущая мода линейных возмущений кривизны с достаточно большой амплитудой из первоначально случайных по временной фазе и ничтожных по величине вакуумных флуктуаций плотности.

Данное свойство внутренне присуще самому параметрическому эффекту, усиливающему только растущее решение до практически произвольной амплитуды но меньшей единицы в зависимости от космологических параметров хаббловского потока см.

Часто перечисленные факты связывают с инфляцией. Однако это не так. Случайная пространственная и детерминированная временная фазы рожденных неод-нородностей являются визитной карточкой квантово-гравитационного эффекта рождения безмассовых полей, к которым принадлежат и Т-моды космологических возмущений. Эти два свойства присущи любым динамическим режимам хаббловского расширения, включая, в частности, и инфляционные. Окончательное доказательство первичной инфляции по первому поТ.

Это может случиться уже в ближайшее время при обработке данных космических экспериментов по измерению анизотропии и поляризации реликтового излучения. Напомним в этой связи, что простейшая модель инфляции на массивном скалярном поле предсказывает ве-г. Напомним, что такой аргумент некорректен: Окрестность наблюдателя в координатах а, х.

Синяя линия - хаббловский радиус, красная световой конус прошлого, ш конец первичной. Е начало повой инфляций, к-1 - размер фридмановского мира.

Таким образом, наблюдательная космология дает уникальную информацию не только о физике высоких энергий, недоступных ускорительным экспериментам. С ее помощью проверяется теория гравитации на 30!

Наблюдательных оснований для дальнейшей экстраполяции к более высоким энергиям, чем Мы не знаем, сколько длилась последняя стадия инфляционного взрыва их могло быть несколько , которая сгенерировала космологические возмущения для образования наблюдаемой структуры Вселенной.

Если продолжительность этой стадии была не очень большой, то следы доинфля-ционной динамики должны проявиться в аномалиях крупномасштабного спектра неоднородностей. Точная космология способна будет прояснить и этот вопрос.

Уроки экстраполяции обогащают нас знаниями об истории Вселенной и могут быть применены, в том числе, и для экстраполяции в будущее. Существование инфляционной стадии в ранней Вселенной подсказывает разгадку физической природы ТЭ. Два - это уже повторение: Анализируя крупномасштабную структуру Вселенной и продукты распада первичной инфляции реликтовые фотоны, барионы и др.

В то же время мы все свидетели начала новой стадии инфляции, управляемой темной энергией. Предполагая схожие физические причины обоих стадий, мы приходим к выводу, что каждая из них имела свое начало и свой конец.

Проиллюстрируем это на примере слабовзаимодействующпх массивных полей с разными начальными значениями и массами. Каждая инфляционная стадия начинается с доминирования очередного массивного поля, протекает в режиме медленного скатывания и заканчивается переходом в стадию осцилляций доминирования нерелятивистских частиц данного поля или распадом на маломассивные частицы.

Этот динамический переход от состояния Л-члена к медленному скатыванию происходит в течение одной хаббловской эпохи в начале данной стадии инфляции.

В этом примере история Вселенной предстает историей возникновения и распада релаксации массивных полей. ТЭ может быть одним из таких массивных полей. Она принципиально не отличается от инфлатона в ранней Вселенной, имея по сравнению с ним лишь другие значения параметров. Отметим, что первая хаб-бловская эпоха доминирования ТЭ еще не прошла, она только наступила и будет длиться еще 13 млрд.

Тем не менее найти наблюдательные свидетельства эволюции ТЭ представляется нам возможным см. Проблема образования начальных космологических возмущений и крупномасштабной структуры Вселенной сегодня в принципе решена.

Формирование крупномасштабной структуры Вселенной происходит в результате совместного действия двух совершенно различных физических механизмов: Причем последнее происходит только в том случае, если во Вселенной доминирует нерелятивистская материя. Таким образом, для образования нелинейной структуры нужны, вообще говоря, два условия: В пашей Вселенной оба условия выполнены. Подчеркнем, что это выполнение никак не связано с антропным принципом, поскольку условие формирования звезд в нелинейных гало ТМ выглядит совсем по-другому: Другой удивительный подарок природы состоит в том, что в настоящее время в спектре реликтового излучения мы можем воочию наблюдать возмущения, бывшие когда-то квантовыми.

Это, кроме всего прочего, доказывает, что наши физические. Окончательное подтверждение теория квантово-гравитационного рождения возмущений в ранней Вселенной получит после обнаружения T-моды, что может произойти уже в ближайшее время. Современные инструменты и технологии вполне способны решить задачу о регистрации столь малых сигналов по данным наблюдений анизотропии и поляризации реликтового излучения.

The article deals with the achievements in physical cosmology based the standard model of the Universe, and its development. Квантовые эффекты в интенсивных внешних полях. Лукаш Владимир Николаевич доктор физико-математических паук, профессор.

Федор 5 комментариев 11.07.2014