Физическая космология
Часть серии о |
Физическая космология |
---|
Физическая космология — это раздел космологии, занимающийся изучением космологических моделей. Космологическая модель , или просто космология , обеспечивает описание крупномасштабных структур и динамики Вселенной и позволяет изучать фундаментальные вопросы о ее происхождении , структуре, эволюции и окончательной судьбе . [1] Космология как наука возникла на основе принципа Коперника , который подразумевает, что небесные тела подчиняются тем же физическим законам , что и на Земле, и ньютоновской механики , которая впервые позволила понять эти физические законы.
Физическая космология, как ее теперь понимают, началась в 1915 году с разработки Альберта Эйнштейна , общей теории относительности за которой последовали крупные наблюдательные открытия в 1920-х годах: во-первых, Эдвин Хаббл обнаружил, что Вселенная содержит огромное количество внешних галактик за пределами Вселенной. Млечный Путь ; затем работа Весто Слайфера и других показала, что Вселенная расширяется . Эти достижения позволили размышлять о происхождении Вселенной и позволили утвердить Большого взрыва теорию Жоржа Леметра в качестве ведущей космологической модели. Некоторые исследователи до сих пор защищают несколько альтернативных космологий ; [2] однако большинство космологов согласны с тем, что теория Большого взрыва лучше всего объясняет эти наблюдения.
Впечатляющие достижения в наблюдательной космологии с 1990-х годов, в том числе космического микроволнового фона , далеких сверхновых и красного смещения галактик исследования , привели к разработке стандартной модели космологии . Эта модель требует, чтобы Вселенная содержала большое количество темной материи и темной энергии , природа которых в настоящее время недостаточно изучена, но модель дает подробные предсказания, которые прекрасно согласуются со многими разнообразными наблюдениями. [3]
Космология в значительной степени опирается на работы многих разрозненных областей исследований в теоретической и прикладной физике . Области, имеющие отношение к космологии, включают физики элементарных частиц эксперименты и теорию , теоретическую и наблюдательную астрофизику , общую теорию относительности, квантовую механику и физику плазмы .
История предмета
[ редактировать ]−13 — – −12 — – −11 — – −10 — – −9 — – −8 — – −7 — – −6 — – −5 — – −4 — – −3 — – −2 — – −1 — – 0 — |
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Современная космология развивалась по тандемному пути теории и наблюдения. В 1916 году Альберт Эйнштейн опубликовал свою теорию общей относительности , которая предоставила единое описание гравитации как геометрического свойства пространства и времени. [4] В то время Эйнштейн верил в статическую Вселенную , но обнаружил, что его первоначальная формулировка теории этого не допускала. [5] Это связано с тем, что массы, распределенные по Вселенной, гравитационно притягиваются и со временем движутся навстречу друг другу. [6] Однако он понял, что его уравнения допускают введение постоянного члена, который мог бы противодействовать силе притяжения гравитации в космическом масштабе. Эйнштейн опубликовал свою первую статью по релятивистской космологии в 1917 году, в которой он добавил эту космологическую постоянную к своим уравнениям поля, чтобы заставить их моделировать статическую Вселенную. [7] Модель Эйнштейна описывает статическую Вселенную; пространство конечно и неограниченно (аналог поверхности сферы, которая имеет конечную площадь, но не имеет ребер). Однако эта так называемая модель Эйнштейна неустойчива к небольшим возмущениям — со временем она начнет расширяться или сжиматься. [5] Позже стало понятно, что модель Эйнштейна была лишь одной из более широкого набора возможностей, каждая из которых согласовывалась с общей теорией относительности и космологическим принципом . Космологические решения общей теории относительности были найдены Александром Фридманом в начале 1920-х годов. [8] Его уравнения описывают вселенную Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера , которая может расширяться или сжиматься и геометрия которой может быть открытой, плоской или закрытой.
В 1910-х годах Весто Слайфер (а позже Карл Вильгельм Виртц ) интерпретировал красное смещение спиральных туманностей как доплеровское смещение , указывающее на их удаление от Земли. [12] [13] Однако определить расстояние до астрономических объектов сложно. Один из способов — сравнить физический размер объекта с его угловым размером , но для этого необходимо предположить физический размер. Другой метод — измерить яркость объекта и принять его собственную светимость , исходя из которой можно определить расстояние с помощью закона обратных квадратов . Из-за сложности использования этих методов они не осознавали, что туманности на самом деле были галактиками за пределами нашего Млечного Пути , и не размышляли о космологических последствиях. В 1927 году бельгийский римско-католический священник Жорж Леметр независимо вывел уравнения Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера и на основе распада спиральных туманностей предположил, что Вселенная началась с «взрыва» «первобытного атома ». [14] — которое позже было названо Большим взрывом. В 1929 году Эдвин Хаббл предоставил наблюдательную основу для теории Леметра. Хаббл показал, что спиральные туманности являются галактиками, определив их расстояния с помощью измерений яркости переменных звезд цефеид . Он обнаружил связь между красным смещением галактики и расстоянием до нее. Он интерпретировал это как свидетельство того, что галактики удаляются от Земли во всех направлениях со скоростью, пропорциональной их расстоянию. [15] Этот факт теперь известен как закон Хаббла , хотя числовой коэффициент, найденный Хабблом, связывающий скорость удаления и расстояние, был отклонен в десять раз из-за незнания типов переменных цефеид.
Учитывая космологический принцип, закон Хаббла предполагал, что Вселенная расширяется. Было предложено два основных объяснения расширения. Одной из них была теория Большого взрыва Леметра, которую отстаивал и развивал Георгий Гамов. Другим объяснением была Фреда Хойла , модель устойчивого состояния в которой новая материя создается по мере удаления галактик друг от друга. В этой модели Вселенная примерно одинакова в любой момент времени. [16] [17]
В течение ряда лет поддержка этих теорий разделялась поровну. Однако данные наблюдений начали поддерживать идею о том, что Вселенная развилась из горячего и плотного состояния. Открытие космического микроволнового фона в 1965 году оказало мощную поддержку модели Большого взрыва. [17] и после точных измерений космического микроволнового фона с помощью космического исследования фона в начале 1990-х годов лишь немногие космологи всерьез предложили другие теории происхождения и эволюции космоса. Одним из следствий этого является то, что в стандартной общей теории относительности Вселенная началась с сингулярности , как продемонстрировали Роджер Пенроуз и Стивен Хокинг в 1960-х годах. [18]
Была представлена альтернативная точка зрения на расширение модели Большого взрыва, предполагающая, что у Вселенной не было начала или сингулярности, а возраст Вселенной бесконечен. [19] [20] [21]
В сентябре 2023 года астрофизики поставили под сомнение общую текущую картину Вселенной в форме Стандартной модели космологии , основанной на последних космического телескопа Джеймса Уэбба . исследованиях [22]
Энергия космоса
[ редактировать ]Легчайшие химические элементы , прежде всего водород и гелий , были созданы во время Большого взрыва в процессе нуклеосинтеза . [23] В последовательности реакций звездного нуклеосинтеза более мелкие атомные ядра затем объединяются в более крупные атомные ядра, в конечном итоге образуя стабильные элементы группы железа, такие как железо и никель , которые имеют самые высокие энергии ядерной связи . [24] Итоговый процесс приводит к более позднему высвобождению энергии , то есть после Большого Взрыва. [25] Такие реакции ядерных частиц могут привести к внезапным выбросам энергии из катастрофических переменных звезд, таких как новые . Гравитационный коллапс материи в черные дыры также приводит в действие наиболее энергетические процессы, обычно наблюдаемые в ядерных областях галактик, образующие квазары и активные галактики .
Космологи не могут точно объяснить все космические явления, например, те, которые связаны с ускоряющимся расширением Вселенной , используя обычные формы энергии . Вместо этого космологи предлагают новую форму энергии, называемую темной энергией , которая пронизывает все пространство. [26] Одна из гипотез заключается в том, что темная энергия — это просто энергия вакуума , компонент пустого пространства, связанный с виртуальными частицами , существующими благодаря принципу неопределенности . [27]
Не существует четкого способа определить полную энергию во Вселенной, используя наиболее широко распространенную теорию гравитации — общую теорию относительности. Поэтому остается спорным вопрос о том, сохраняется ли полная энергия в расширяющейся Вселенной. Например, каждый фотон , путешествующий через межгалактическое пространство, теряет энергию из-за эффекта красного смещения . Эта энергия не передается никакой другой системе, поэтому кажется, что она безвозвратно потеряна. С другой стороны, некоторые космологи настаивают на том, что энергия в некотором смысле сохраняется; это следует закону сохранения энергии . [28]
В космосе могут доминировать различные формы энергии: релятивистские частицы , называемые излучением , или нерелятивистские частицы, называемые материей. Релятивистские частицы — это частицы, масса покоя которых равна нулю или пренебрежимо мала по сравнению с их кинетической энергией , и поэтому движутся со скоростью света или очень близко к ней; нерелятивистские частицы имеют массу покоя, намного превышающую их энергию, и поэтому движутся намного медленнее скорости света.
По мере расширения Вселенной материя и излучение становятся разбавленными. Однако плотности энергии излучения и вещества уменьшаются с разной скоростью. При расширении определенного объема плотность массы-энергии изменяется только за счет увеличения объема, но плотность энергии излучения изменяется как за счет увеличения объема, так и за счет увеличения длины волны составляющих его фотонов. Таким образом, энергия излучения становится меньшей частью общей энергии Вселенной, чем энергия материи по мере ее расширения. Говорят, что в самой ранней Вселенной «доминировало излучение», и излучение контролировало замедление расширения. Позже, когда средняя энергия фотона становится примерно 10 эВ и ниже, материя определяет скорость замедления, и говорят, что во Вселенной «доминирует материя». Промежуточный случай плохо трактуется аналитически . По мере продолжения расширения Вселенной материя разжижается еще больше, и космологическая постоянная становится доминирующей, что приводит к ускорению расширения Вселенной.
История Вселенной
[ редактировать ]История Вселенной является центральной проблемой космологии. История Вселенной разделена на различные периоды, называемые эпохами, в соответствии с доминирующими силами и процессами в каждом периоде. Стандартная космологическая модель известна как модель Lambda-CDM .
Уравнения движения
[ редактировать ]В рамках стандартной космологической модели уравнения движения, управляющие Вселенной в целом, выводятся из общей теории относительности с небольшой положительной космологической постоянной. [29] Решение — расширяющаяся Вселенная; из-за этого расширения излучение и материя во Вселенной остывают и разбавляются. Сначала расширение замедляется гравитацией, притягивающей излучение и материю Вселенной. Однако по мере того, как они разбавляются, космологическая постоянная становится более доминирующей, и расширение Вселенной начинает ускоряться, а не замедляться. В нашей Вселенной это произошло миллиарды лет назад. [30]
Физика элементарных частиц в космологии
[ редактировать ]В самые ранние моменты существования Вселенной средняя плотность энергии была очень высокой, что делало знание физики элементарных частиц критически важным для понимания этой среды. Следовательно, рассеяния процессы и распада нестабильных элементарных частиц важны для космологических моделей этого периода.
Как правило, процесс рассеяния или распада космологически важен в определенную эпоху, если временной масштаб, описывающий этот процесс, меньше или сравним с временным масштабом расширения Вселенной. [ нужны разъяснения ] Временная шкала, описывающая расширение Вселенной, равна с параметр Хаббла , который меняется со временем. Сроки расширения примерно равен возрасту Вселенной в каждый момент времени.
Хронология Большого взрыва
[ редактировать ]Наблюдения показывают, что Вселенная возникла около 13,8 миллиардов лет назад. [31] С тех пор эволюция Вселенной прошла три фазы. Самая ранняя Вселенная, которая до сих пор плохо изучена, представляла собой долю секунды, в течение которой Вселенная была настолько горячей, что частицы имели энергии выше, чем те, которые в настоящее время доступны в ускорителях частиц на Земле. Таким образом, хотя основные черты этой эпохи были разработаны в теории Большого взрыва, детали во многом основаны на обоснованных предположениях.После этого в ранней Вселенной эволюция Вселенной протекала в соответствии с известной физикой высоких энергий . Именно тогда образовались первые протоны, электроны и нейтроны, затем ядра и, наконец, атомы. При образовании нейтрального водорода космического микроволнового фона возникло излучение . Наконец, началась эпоха структурообразования, когда материя начала объединяться в первые звезды и квазары , а в конечном итоге галактики, скопления галактик и сверхскопления образовались . Будущее Вселенной еще точно не известно, но, согласно модели ΛCDM , она будет продолжать расширяться вечно.
Области обучения
[ редактировать ]Ниже в примерно хронологическом порядке описаны некоторые из наиболее активных областей исследований в космологии. Сюда не входит вся космология Большого взрыва, представленная в «Хронологии Большого взрыва» .
Очень ранняя вселенная
[ редактировать ]Ранняя горячая Вселенная, по-видимому, хорошо объясняется Большим взрывом примерно 10 лет назад. −33 секунд и далее, но есть несколько проблем . Во-первых, с точки зрения современной физики элементарных частиц не существует убедительной причины, по которой Вселенная была бы плоской , однородной и изотропной (см. космологический принцип ) . Более того, теории великого объединения физики элементарных частиц предполагают, что должны существовать магнитные монополи во Вселенной , которые до сих пор не обнаружены. Эти проблемы решаются кратким периодом космической инфляции , которая приводит Вселенную к плоскому состоянию , сглаживает анизотропии и неоднородности до наблюдаемого уровня и экспоненциально разбавляет монополи. [32] Физическая модель космической инфляции чрезвычайно проста, но она еще не подтверждена физикой элементарных частиц, и существуют трудные проблемы, связанные с согласованием инфляции и квантовой теорией поля . [ нечеткий ] Некоторые космологи полагают, что теория струн и космология бран предоставят альтернативу инфляции. [33]
Другая серьезная проблема в космологии заключается в том, почему во Вселенной содержится гораздо больше материи, чем антиматерии . Космологи могут путем наблюдений сделать вывод, что Вселенная не разделена на области материи и антиматерии. возникли бы рентгеновские лучи и гамма-лучи Если бы это было так, то в результате аннигиляции , но этого не наблюдается. Следовательно, какой-то процесс в ранней Вселенной должен был создать небольшой избыток материи над антиматерией, и этот (в настоящее время непонятый) процесс называется бариогенезом . Три необходимых условия бариогенеза были выведены Андреем Сахаровым в 1967 году и требуют нарушения симметрии физики элементарных частиц , называемой CP-симметрией , между веществом и антивеществом. [34] Однако ускорители частиц измеряют слишком незначительное нарушение CP-симметрии, чтобы учесть барионную асимметрию. Космологи и физики элементарных частиц ищут дополнительные нарушения CP-симметрии в ранней Вселенной, которые могли бы объяснить барионную асимметрию. [35]
Обе проблемы бариогенеза и космической инфляции очень тесно связаны с физикой элементарных частиц, и их решение может быть достигнуто с помощью теории высоких энергий и экспериментов , а не посредством наблюдений за Вселенной. [ предположение? ]
Теория большого взрыва
[ редактировать ]Нуклеосинтез Большого Взрыва — это теория образования элементов в ранней Вселенной. Оно завершилось, когда Вселенной было около трех минут, и ее температура упала ниже температуры, при которой мог произойти ядерный синтез . Нуклеосинтез Большого Взрыва имел короткий период времени, в течение которого он мог работать, поэтому были произведены только самые легкие элементы. Начиная с ионов водорода ( протонов ), он в основном производил дейтерий , гелий-4 и литий . Остальные элементы производились лишь в следовых количествах. Основная теория нуклеосинтеза была разработана в 1948 Джорджем Гамовым , Ральфом Ашером Альфером и Робертом Херманом . [36] В течение многих лет он использовался в качестве исследования физики во времена Большого взрыва, поскольку теория нуклеосинтеза Большого взрыва связывает обилие первичных легких элементов с особенностями ранней Вселенной. [23] В частности, его можно использовать для проверки принципа эквивалентности . [37] исследовать темную материю и проверить нейтрино . физику [38] Некоторые космологи предположили, что нуклеосинтез Большого взрыва предполагает существование четвертого «стерильного» вида нейтрино. [39]
Стандартная модель космологии Большого взрыва
[ редактировать ]Модель ΛCDM ( Лямбда-холодная темная материя ) или Лямбда-CDM модель представляет собой параметризацию космологической модели Большого взрыва, в которой Вселенная содержит космологическую константу, обозначаемую Лямбда ( греч. Λ ), связанную с темной энергией и холодной темной материей (сокращенно ЦДМ ). Ее часто называют стандартной моделью космологии Большого взрыва. [40] [41]
Космический микроволновый фон
[ редактировать ]Космический микроволновый фон — это излучение, оставшееся от развязки после эпохи рекомбинации , когда впервые образовались нейтральные атомы. В этот момент излучение, возникшее в результате Большого взрыва, остановило томсоновское рассеяние на заряженных ионах. Излучение, впервые наблюдавшееся в 1965 году Арно Пензиасом и Робертом Вудро Вильсоном , имеет идеальный тепловой спектр черного тела . Сегодня его температура составляет 2,7 Кельвина , и он изотропен до одной части из 10. 5 . Космологическая теория возмущений , которая описывает эволюцию небольших неоднородностей в ранней Вселенной, позволила космологам точно рассчитать угловой спектр мощности излучения, и он был измерен в ходе недавних спутниковых экспериментов ( COBE и WMAP ). [42] и множество наземных экспериментов и экспериментов на воздушных шарах (таких как интерферометр градусно-углового масштаба , устройство формирования изображения космического фона и бумеранг ). [43] Одной из целей этих усилий является измерение основных параметров модели Lambda-CDM с возрастающей точностью, а также проверка предсказаний модели Большого взрыва и поиск новой физики. Например, результаты измерений, проведенных WMAP, наложили ограничения на массы нейтрино. [44]
Новые эксперименты, такие как QUIET и Атакамский космологический телескоп , пытаются измерить поляризацию космического микроволнового фона. [45] Ожидается, что эти измерения дадут дальнейшее подтверждение теории, а также информацию о космической инфляции и так называемой вторичной анизотропии. [46] такие как эффект Сюняева-Зельдовича и эффект Сакса-Вольфа , которые вызваны взаимодействием галактик и скоплений с космическим микроволновым фоном. [47] [48]
17 марта 2014 года астрономы коллаборации BICEP2 объявили об очевидном обнаружении поляризации B -моды реликтового излучения, которая считается свидетельством существования первичных гравитационных волн , которые, согласно теории инфляции, должны возникнуть на самой ранней фазе Большого взрыва. [9] [10] [11] [49] Однако позже в том же году коллаборация Planck провела более точные измерения космической пыли и пришла к выводу, что сигнал B-моды от пыли имеет ту же силу, что и сигнал BICEP2. [50] [51] совместный анализ данных BICEP2 и Planck 30 января 2015 года был опубликован , и Европейское космическое агентство объявило, что сигнал можно полностью отнести к межзвездной пыли в Млечном Пути. [52]
Формирование и эволюция крупномасштабной структуры
[ редактировать ]Понимание формирования и эволюции крупнейших и самых ранних структур (т.е. квазаров, галактик, скоплений и сверхскоплений ) является одним из крупнейших усилий в космологии. Космологи изучают модель формирования иерархической структуры , в которой структуры формируются снизу вверх, причем первыми формируются более мелкие объекты, в то время как самые крупные объекты, такие как сверхскопления, все еще собираются. [53] Один из способов изучения структуры Вселенной — это исследование видимых галактик, чтобы построить трехмерную картину галактик во Вселенной и измерить спектр мощности материи . Это подход Слоановского цифрового обзора неба и обзора красного смещения галактики 2dF . [54] [55]
Еще одним инструментом для понимания структурообразования является моделирование, которое космологи используют для изучения гравитационного скопления материи во Вселенной, когда она группируется в волокна , сверхскопления и пустоты . Большинство симуляций содержат только небарионную холодную темную материю , которой должно быть достаточно для понимания Вселенной в крупнейших масштабах, поскольку во Вселенной гораздо больше темной материи, чем видимой барионной материи. Более продвинутые модели начинают включать барионы и изучать формирование отдельных галактик. Космологи изучают эти симуляции, чтобы увидеть, согласуются ли они с исследованиями галактик, и понять любые несоответствия. [56]
Другие дополнительные наблюдения по измерению распределения материи в далекой Вселенной и исследованию реионизации включают:
- Лес Лайман-альфа , который позволяет космологам измерять распределение нейтрального атомарного газообразного водорода в ранней Вселенной, измеряя поглощение этим газом света от далеких квазаров. [57]
- линия 21-сантиметровая поглощения нейтрального атомарного водорода также является чувствительным тестом космологии. [58]
- Слабое линзирование — искажение далёкого изображения гравитационным линзированием из-за тёмной материи. [59]
Это поможет космологам решить вопрос о том, когда и как во Вселенной сформировалась структура.
Темная материя
[ редактировать ]Данные нуклеосинтеза Большого взрыва , космического микроволнового фона , формирования структур и кривых вращения галактик позволяют предположить, что около 23% массы Вселенной состоит из небарионной темной материи, тогда как только 4% состоит из видимой барионной материи . Гравитационные эффекты темной материи хорошо изучены, поскольку она ведет себя как холодная, неизлучающая жидкость, образующая ореолы вокруг галактик. Темная материя никогда не была обнаружена в лаборатории, и физическая природа темной материи остается совершенно неизвестной. Без наблюдательных ограничений существует ряд кандидатов, таких как стабильная суперсимметричная частица, слабо взаимодействующая массивная частица , гравитационно-взаимодействующая массивная частица, аксион и массивный компактный объект гало . Альтернативы гипотезе темной материи включают модификацию гравитации при малых ускорениях ( МОНД ) или эффект космологии бран. TeVeS — это версия MOND, которая может объяснить гравитационное линзирование. [60]
Темная энергия
[ редактировать ]Если Вселенная плоская , то должен существовать дополнительный компонент, составляющий 73% (помимо 23% темной материи и 4% барионов) плотности энергии Вселенной. Это называется темная энергия. Чтобы не мешать нуклеосинтезу Большого взрыва и космическому микроволновому фону, он не должен группироваться в ореолы, подобно барионам и темной материи. Существуют убедительные наблюдательные доказательства существования темной энергии, поскольку полная плотность энергии Вселенной известна через ограничения на плоскостность Вселенной, но количество кластеризующейся материи тщательно измеряется и намного меньше этого значения. Аргументы в пользу темной энергии усилились в 1999 году, когда измерения показали, что расширение Вселенной начало постепенно ускоряться. [61]
Помимо ее плотности и свойств кластеризации, о темной энергии ничего не известно. Квантовая теория поля предсказывает космологическую постоянную (CC), очень похожую на темную энергию, но на 120 порядков большую, чем наблюдаемая. [62] Стивен Вайнберг и ряд теоретиков струн (см. струнный ландшафт ) ссылались на «слабый антропный принцип »: т.е. причина, по которой физики наблюдают Вселенную с такой маленькой космологической постоянной, заключается в том, что ни физики (или какая-либо жизнь) не могут существовать во Вселенной. с большей космологической постоянной. Многие космологи находят это объяснение неудовлетворительным: возможно, потому, что, хотя слабый антропный принцип самоочевиден (учитывая, что существуют живые наблюдатели, должна существовать по крайней мере одна вселенная с космологической постоянной, допускающей существование жизни), он не пытается объяснить контекст этой вселенной. [63] Например, сам по себе слабый антропный принцип не различает:
- Когда-либо будет существовать только одна Вселенная, и существует некий основополагающий принцип, который ограничивает CC величиной, которую мы наблюдаем.
- Когда-либо будет существовать только одна вселенная, и хотя не существует основного принципа, определяющего CC, нам повезло.
- Существует множество вселенных (одновременно или последовательно) с разными значениями CC, и, конечно же, наша — одна из поддерживающих жизнь.
Другие возможные объяснения темной энергии включают квинтэссенцию. [64] или модификация гравитации в самых больших масштабах. [65] Влияние темной энергии на космологию, которое описывают эти модели, определяется уравнением состояния темной энергии , которое варьируется в зависимости от теории. Природа темной энергии — одна из самых сложных проблем космологии.
Лучшее понимание темной энергии, вероятно, решит проблему окончательной судьбы Вселенной . В нынешнюю космологическую эпоху ускоренное расширение из-за темной энергии препятствует структур, больших, чем сверхскопления формированию . Неизвестно, будет ли ускорение продолжаться бесконечно, возможно, даже увеличиваясь до большого разрыва , или оно в конечном итоге развернется, приведет к Большому замораживанию или последует какому-то другому сценарию. [66]
Гравитационные волны
[ редактировать ]Гравитационные волны — это рябь искривления пространства -времени , распространяющаяся как волны со скоростью света, генерируемая в результате определенных гравитационных взаимодействий, которые распространяются наружу от своего источника. Гравитационно-волновая астрономия — это развивающаяся отрасль наблюдательной астрономии , целью которой является использование гравитационных волн для сбора данных наблюдений об источниках обнаруживаемых гравитационных волн, таких как двойные звездные системы, состоящие из белых карликов , нейтронных звезд и черных дыр ; и такие события, как сверхновые и образование ранней Вселенной вскоре после Большого взрыва. [67]
В 2016 году команды LIGO Scientific Collaboration и Virgo Collaboration объявили, что они впервые наблюдали гравитационные волны , исходящие от пары черных дыр , сливающихся с помощью детекторов Advanced LIGO. [68] [69] [70] 15 июня 2016 года было объявлено о втором обнаружении гравитационных волн от сливающихся черных дыр. [71] многие другие гравитационно-волновые обсерватории (детекторы) . Помимо LIGO, строятся [72]
Другие области исследований
[ редактировать ]Космологи также изучают:
- ли в нашей Вселенной первичные черные дыры , и что с ними произошло. Образовались [73]
- Обнаружение космических лучей с энергиями выше порога ГЗК , [74] и сигнализирует ли это о провале специальной теории относительности при высоких энергиях.
- Принцип эквивалентности , [37] является ли общая теория относительности Эйнштейна правильной теорией гравитации , [75] и если фундаментальные законы физики одинаковы повсюду во Вселенной. [76]
- Биофизическая космология : тип физической космологии, который изучает и понимает жизнь как часть или неотъемлемую часть физической космологии. Он подчеркивает, что жизнь присуща Вселенной и поэтому часто встречается . [77]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Обзор см . Джордж Ф. Р. Эллис (2006). «Проблемы философии космологии». В Джереми Баттерфилде и Джоне Эрмане (ред.). Философия физики (Справочник по философии науки) 3-х томный комплект . Северная Голландия. arXiv : astro-ph/0602280 . Бибкод : 2006astro.ph..2280E . ISBN 978-0-444-51560-5 .
- ^ «Открытое письмо научному сообществу, опубликованное в журнале New Scientist от 22 мая 2004 г.» . www.cosmologystatement.org . 1 апреля 2014 года. Архивировано из оригинала 1 апреля 2014 года . Проверено 27 сентября 2017 г.
- ^ Беринджер, Дж.; и др. (Группа данных о частицах) (2012). «Обзор физики элементарных частиц за 2013 год» (PDF) . Физ. Преподобный Д. 86 (1): 010001. Бибкод : 2012PhRvD..86a0001B . дои : 10.1103/PhysRevD.86.010001 . Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 года.
- ^ «Биография Нобелевской премии» . Нобелевская премия . Проверено 25 февраля 2011 г.
- ^ Перейти обратно: а б Лиддл, А. (2003). Введение в современную космологию . Уайли. п. 51 . ISBN 978-0-470-84835-7 .
- ^ Виленкин, Алексей (2007). Много миров в одном: поиск других вселенных . Нью-Йорк: Хилл и Ван, подразделение Фаррара, Штрауса и Жиру. п. 19. ISBN 978-0-8090-6722-0 .
- ^ Джонс, Марк; Ламбурн, Роберт (2004). Введение в галактики и космологию . Милтон Кейнс, Кембридж, Великобритания; Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета Открытого университета. п. 228. ИСБН 978-0-521-54623-2 .
- ^ Джонс, Марк; Ламбурн, Роберт (2004). Введение в галактики и космологию . Милтон Кейнс, Кембридж, Великобритания; Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета Открытого университета. п. 232. ИСБН 978-0-521-54623-2 .
- ^ Перейти обратно: а б «Публикация результатов BICEP2 за 2014 год» . Эксперименты BICEP/Keck CMB . 17 марта 2014 года . Проверено 18 марта 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б Клавин, Уитни (17 марта 2014 г.). «Технологии НАСА рассматривают рождение Вселенной» . НАСА . Проверено 17 марта 2014 г.
- ^ Перейти обратно: а б До свидания, Деннис (17 марта 2014 г.). «Обнаружение волн в космических контрфорсах, знаменующих теорию Большого взрыва» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 1 января 2022 года . Проверено 17 марта 2014 г.
- ^ Слайфер, В.М. (1922). «Дальнейшие заметки по спектрографическим наблюдениям туманностей и скоплений». Публикации Американского астрономического общества . 4 : 284–286. Бибкод : 1922PAAS....4..284S .
- ^ Зейтер, Вальтраут К.; Дюрбек, Хилмар В. (1999). Цапля, Дэниел; Черт возьми, Андре (ред.). «Карл Вильгельм Виртц – пионер космических измерений». Гармонизация масштабов космических расстояний в эпоху после Гиппаркоса . Серия конференций ASP. 167 : 237–242. Бибкод : 1999ASPC..167..237S . ISBN 978-1-886733-88-6 .
- ^ Леметр, Ж. (1927). «Однородная Вселенная постоянной массы и увеличивающегося радиуса, учитывающая радиальную скорость внегалактических туманностей». Анналы Брюссельского научного общества (на французском языке). А47 : 49–59. Бибкод : 1927АССБ...47...49Л .
- ^ Хаббл, Эдвин (март 1929 г.). «Связь между расстоянием и лучевой скоростью среди внегалактических туманностей» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 15 (3): 168–173. Бибкод : 1929PNAS...15..168H . дои : 10.1073/pnas.15.3.168 . ПМК 522427 . ПМИД 16577160 .
- ^ Хойл, Ф. (1948). «Новая модель расширяющейся Вселенной» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 108 (5): 372–382. Бибкод : 1948MNRAS.108..372H . дои : 10.1093/mnras/108.5.372 .
- ^ Перейти обратно: а б «Большой взрыв или устойчивое состояние?» . Идеи космологии . Американский институт физики. Архивировано из оригинала 12 июня 2015 года . Проверено 29 июля 2015 г.
- ^ Эрман, Джон (1999). Геннер, Хуберт; Юрген; Риттер, Джим; Зауэр, Тилман (ред.). Теоремы Пенроуза-Хокинга о сингулярности: история и последствия – Расширяющиеся миры общей теории относительности . Доклады Бирка на четвертой конференции по гравитации. стр. 235–267. Бибкод : 1999ewgr.book..235E . doi : 10.1007/978-1-4612-0639-2_7 (неактивен 31 января 2024 г.). ISBN 978-1-4612-6850-5 .
{{cite book}}
:|journal=
игнорируется ( справка ) CS1 maint: DOI неактивен с января 2024 г. ( ссылка ) - ^ Гхош, Тиа (26 февраля 2015 г.). «Большой взрыв, сдувшийся? Вселенная, возможно, не имела начала» . Живая наука . Проверено 28 февраля 2015 г.
- ^ Али, Ахмед Фарак (4 февраля 2015 г.). «Космология из квантового потенциала». Буквы по физике Б. 741 (2015): 276–279. arXiv : 1404.3093 . Бибкод : 2015PhLB..741..276F . дои : 10.1016/j.physletb.2014.12.057 . S2CID 55463396 .
- ^ Дас, Саурья; Бхадури, Раджат К. (21 мая 2015 г.). «Темная материя и темная энергия из конденсата Бозе – Эйнштейна». Классическая и квантовая гравитация . 32 (10): 105003. arXiv : 1411.0753 . Бибкод : 2015CQGra..32j5003D . дои : 10.1088/0264-9381/32/10/105003 . S2CID 119247745 .
- ^ Фрэнк, Адам; Глейзер, Марсело (2 сентября 2023 г.). «История нашей Вселенной, возможно, начинает разваливаться» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 2 сентября 2023 года . Проверено 3 сентября 2023 г.
- ^ Перейти обратно: а б Берлс, Скотт; Ноллетт, Кеннет М.; Тернер, Майкл С. (май 2001 г.). «Предсказания нуклеосинтеза Большого взрыва для точной космологии». Астрофизический журнал . 552 (1): Л1–Л5. arXiv : astro-ph/0010171 . Бибкод : 2001ApJ...552L...1B . дои : 10.1086/320251 . S2CID 118904816 .
- ^ Бербидж, EM; Бербидж, Греция; Фаулер, Вашингтон; Хойл, Ф. (1957). «Синтез элементов в звездах» . Обзоры современной физики . 29 (4): 547–650. Бибкод : 1957РвМП...29..547Б . дои : 10.1103/RevModPhys.29.547 .
- ^ Фраучи, С. (13 августа 1982 г.). «Энтропия в расширяющейся Вселенной». Наука . 217 (4560): 593–599. Бибкод : 1982Sci...217..593F . дои : 10.1126/science.217.4560.593 . ПМИД 17817517 . S2CID 27717447 .
- ^ Киршнер, Р.П. (2003). «Проливая свет на темную энергию». Наука . 300 (5627): 1914–1918. Бибкод : 2003Sci...300.1914K . дои : 10.1126/science.1086879 . ПМИД 12817141 . S2CID 43859435 .
- ^ Фриман, Джошуа А.; Тернер, Майкл С.; Хутерер, Драган (2008). «Темная энергия и ускоряющаяся Вселенная». Ежегодный обзор астрономии и астрофизики . 46 (1): 385–432. arXiv : 0803.0982 . Бибкод : 2008ARA&A..46..385F . дои : 10.1146/annurev.astro.46.060407.145243 . S2CID 15117520 .
- ^ например Лиддл, А. (2003). Введение в современную космологию . Уайли. ISBN 978-0-470-84835-7 . Это убедительно доказывает: «Энергия всегда, всегда, всегда сохраняется».
- ^ П. Охеда; Х. Рошу (июнь 2006 г.). «Суперсимметрия баротропных космологий FRW». Межд. Дж. Теория. Физ . 45 (6): 1191–1196. arXiv : gr-qc/0510004 . Бибкод : 2006IJTP...45.1152R . дои : 10.1007/s10773-006-9123-2 . S2CID 119496918 .
- ^ Спрингель, Волкер; Френк, Карлос С.; Уайт, Саймон Д.М. (2006). «Крупномасштабная структура Вселенной». Природа . 440 (7088): 1137–1144. arXiv : astro-ph/0604561 . Бибкод : 2006Natur.440.1137S . CiteSeerX 10.1.1.255.8877 . дои : 10.1038/nature04805 . ПМИД 16641985 . S2CID 8900982 .
- ^ «Космические детективы» . Европейское космическое агентство (ЕКА). 2 апреля 2013 года . Проверено 25 апреля 2013 г.
- ^ Гут, Алан Х. (15 января 1981 г.). «Инфляционная вселенная: возможное решение проблем горизонта и плоскостности» . Физический обзор D . 23 (2): 347–356. Бибкод : 1981PhRvD..23..347G . дои : 10.1103/PhysRevD.23.347 .
- ^ Погосян, Левон; Тай, С.-Х. Генри; Вассерман, Ира; Вайман, Марк (2003). «Наблюдательные ограничения на производство космических струн во время инфляции бран». Физический обзор D . 68 (2): 023506. arXiv : hep-th/0304188 . Бибкод : 2003PhRvD..68b3506P . дои : 10.1103/PhysRevD.68.023506 .
- ^ Канетти, Лоран; и др. (сентябрь 2012 г.). «Материя и антиматерия во Вселенной». Новый журнал физики . 14 (9): 095012. arXiv : 1204.4186 . Бибкод : 2012NJPh...14i5012C . дои : 10.1088/1367-2630/14/9/095012 . S2CID 119233888 .
- ^ Пандольфи, Стефания (30 января 2017 г.). «Новый источник асимметрии между материей и антиматерией» . ЦЕРН . Проверено 9 апреля 2018 г.
- ^ Пиблз, Филип Джеймс Эдвин (апрель 2014 г.). «Открытие горячего Большого взрыва: что произошло в 1948 году». Европейский физический журнал H . 39 (2): 205–223. arXiv : 1310.2146 . Бибкод : 2014EPJH...39..205P . дои : 10.1140/epjh/e2014-50002-y . S2CID 118539956 .
- ^ Перейти обратно: а б Баучер, В.; Жерар, Ж.-М.; Вандергейнст, П.; Вио, Ю. (ноябрь 2004 г.). «Ограничения космического микроволнового фона по принципу сильной эквивалентности». Физический обзор D . 70 (10): 103528. arXiv : astro-ph/0407208 . Бибкод : 2004PhRvD..70j3528B . дои : 10.1103/PhysRevD.70.103528 . S2CID 1197376 .
- ^ Сайбурт, Ричард Х.; Филдс, Брайан Д.; Олив, Кейт А.; Да, Цунг-Хан (январь 2016 г.). «Нуклеосинтез Большого взрыва: современное состояние». Обзоры современной физики . 88 (1): 015004. arXiv : 1505.01076 . Бибкод : 2016RvMP...88a5004C . дои : 10.1103/RevModPhys.88.015004 . S2CID 118409603 .
- ^ Лусенте, Микеле; Абада, Асмаа; Аркади, Джорджио; Домке, Валери (март 2018 г.). «Лептогенез, темная материя и массы нейтрино». arXiv : 1803.10826 [ hep-ph ].
- ^ Сотрудничество, Планк; Нет, ПАР; Аганим, Н. ; Арно, М.; Эшдаун, М.; Омон, Дж.; Бачигалупи, К.; Бандей, Эй Джей; Баррейро, РБ; Бартлетт, Дж.Г.; Бартоло, Н.; Баттанер, Э.; Бэтти, Р.; Бенабед, К.; Бенуа, А.; Бенуа-Леви, А.; Бернар, Ж.-П.; Берсанелли, М.; Белевич, П.; Бональди, А.; Бонавера, Л.; Бонд-младший; Боррилл, Дж.; Буше, Франция; Буланже, Ф.; Бучер, М.; Буригана, К.; Батлер, Р.К.; Калабрезе, Э.; и др. (2016). «Результаты Планка 2015. XIII. Космологические параметры». Астрономия и астрофизика . 594 (13): А13. arXiv : 1502.01589 . Бибкод : 2016A&A...594A..13P . дои : 10.1051/0004-6361/201525830 . S2CID 119262962 .
- ^ Карлайл, Камилла М. (10 февраля 2015 г.). «Планк поддерживает стандартную космологию» . Небо и телескоп . 130 (1). Sky & Telescope Media: 28. Бибкод : 2015S&T...130a..28C . Проверено 9 апреля 2018 г.
- ^ Ламарр, Жан-Мишель (2010). «Космический микроволновый фон». В Хубере, MCE; Паулюн, А.; Калхейн, Дж.Л.; Тимоти, JG; Вильгельм, К.; Цендер, А. (ред.). Наблюдение фотонов в космосе . Серия научных отчетов ISSI. Том. 9. стр. 149–162. Бибкод : 2010ISSIR...9..149L .
- ^ Сиверс, Дж.Л.; и др. (2003). «Космологические параметры по результатам наблюдений с помощью изображений космического фона и сравнения с BOOMERANG, DASI и MAXIMA». Астрофизический журнал . 591 (2): 599–622. arXiv : astro-ph/0205387 . Бибкод : 2003ApJ...591..599S . дои : 10.1086/375510 . S2CID 14939106 .
- ^ Хиншоу, Г.; и др. (октябрь 2013 г.). «Девятилетние наблюдения микроволнового зонда анизотропии Уилкинсона (WMAP): результаты космологических параметров». Приложение к астрофизическому журналу . 208 (2): 19. arXiv : 1212.5226 . Бибкод : 2013ApJS..208...19H . дои : 10.1088/0067-0049/208/2/19 . S2CID 37132863 .
- ^ Нэсс, Сигурд; Хассельфилд, Мэтью; МакМахон, Джефф; Нимак, Майкл Д.; и др. (октябрь 2014 г.). «Космологический телескоп Атакамы: поляризация реликтового излучения при 200 <l <9000». Журнал космологии и физики астрочастиц . 2014 (10): 007. arXiv : 1405.5524 . Бибкод : 2014JCAP...10..007N . дои : 10.1088/1475-7516/2014/10/007 . S2CID 118593572 .
- ^ Бауманн, Дэниел; и др. (2009). «Исследование инфляции с помощью поляризации CMB». Семинар по поляризации CMB: теория и передний план: исследование концепции миссии CMBPol . Том. 1141. стр. 10–120. arXiv : 0811.3919 . Бибкод : 2009AIPC.1141...10B . дои : 10.1063/1.3160885 .
- ^ Скрэнтон, Р.; Коннолли, Эй Джей; Никол, RC; Стеббинс, А.; Сапуди, И.; Эйзенштейн, диджей; и др. (июль 2003 г.). «Физические доказательства темной энергии». arXiv : astro-ph/0307335 .
- ^ Рефрегье, А. (1999). «Обзор вторичной анизотропии реликтового излучения». Ин де Оливейра-Коста, А.; Тегмарк, М. (ред.). Микроволновая печь на переднем плане . Серия конференций ASP. Том. 181. с. 219. arXiv : astro-ph/9904235 . Бибкод : 1999ASPC..181..219R . ISBN 978-1-58381-006-4 .
- ^ До свидания, Деннис (25 марта 2014 г.). «Рябь от Большого Взрыва» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 1 января 2022 года . Проверено 24 марта 2014 г.
- ^ Сотрудничество Планка (2016). «Промежуточные результаты Планка. XXX. Угловой спектр мощности излучения поляризованной пыли на средних и высоких галактических широтах». Астрономия и астрофизика . 586 (133): А133. arXiv : 1409.5738 . Бибкод : 2016A&A...586A.133P . дои : 10.1051/0004-6361/201425034 . S2CID 9857299 .
- ^ Овербай, Д. (22 сентября 2014 г.). «Исследование подтверждает критику открытия Большого взрыва» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 1 января 2022 года . Проверено 22 сентября 2014 г.
- ^ Коуэн, Рон (30 января 2015 г.). «Открытие гравитационных волн официально мертво». природа . дои : 10.1038/nature.2015.16830 .
- ^ Хесс, Штеффен; Китаура, Франсиско-Шу; Готтлёбер, Стефан (ноябрь 2013 г.). «Моделирование структурообразования Локальной Вселенной» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 435 (3): 2065–2076. arXiv : 1304.6565 . Бибкод : 2013MNRAS.435.2065H . дои : 10.1093/mnras/stt1428 . S2CID 119198359 .
- ^ Коул, Шон; Персиваль, Уилл Дж.; Пикок, Джон А.; Норберг, Педер; Боуг, Карлтон М.; Френк, Карлос С.; и др. (2005). «Обзор красного смещения галактики 2dF: спектральный анализ окончательного набора данных и космологические последствия» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 362 (2): 505–534. arXiv : astro-ph/0501174 . Бибкод : 2005MNRAS.362..505C . дои : 10.1111/j.1365-2966.2005.09318.x . S2CID 6906627 .
- ^ Персиваль, Уилл Дж.; и др. (2007). «Форма данных Слоановского цифрового обзора неба, выпуск 5-го спектра мощности галактики». Астрофизический журнал . 657 (2): 645–663. arXiv : astro-ph/0608636 . Бибкод : 2007ApJ...657..645P . дои : 10.1086/510615 . S2CID 53141475 .
- ^ Кулен, Майкл; Фогельсбергер, Марк; Ангуло, Рауль (ноябрь 2012 г.). «Численное моделирование темной вселенной: современное состояние и следующее десятилетие». Физика Темной Вселенной . 1 (1–2): 50–93. arXiv : 1209.5745 . Бибкод : 2012PDU.....1...50K . дои : 10.1016/j.dark.2012.10.002 . S2CID 119232040 .
- ^ Вайнберг, Дэвид Х.; Даве, Ромель; Кац, Нил; Коллмайер, Джуна А. (май 2003 г.). «Лес Лиман-альфа как космологический инструмент». Ин Холт, Ш.; Рейнольдс, К.С. (ред.). Материалы конференции AIP: Возникновение космической структуры . Серия конференций AIP. Том. 666. стр. 157–169. arXiv : astro-ph/0301186 . Бибкод : 2003AIPC..666..157W . CiteSeerX 10.1.1.256.1928 . дои : 10.1063/1.1581786 . S2CID 118868536 .
- ^ Фурланетто, Стивен Р.; О, С. Пэн; Бриггс, Фрэнк Х. (октябрь 2006 г.). «Космология на низких частотах: переход 21 см и Вселенная с сильным красным смещением». Отчеты по физике . 433 (4–6): 181–301. arXiv : astro-ph/0608032 . Бибкод : 2006PhR...433..181F . CiteSeerX 10.1.1.256.8319 . doi : 10.1016/j.physrep.2006.08.002 . S2CID 118985424 .
- ^ Мунши, Дипак; Валагеас, Патрик; ван Варбеке, Людовик; Небеса, Алан (2008). «Космология со слабым линзированием». Отчеты по физике . 462 (3): 67–121. arXiv : astro-ph/0612667 . Бибкод : 2008ФР...462...67М . CiteSeerX 10.1.1.337.3760 . doi : 10.1016/j.physrep.2008.02.003 . ПМИД 16286284 . S2CID 9279637 .
- ^ Класен, М.; Пол, М.; Сигл, Г. (ноябрь 2015 г.). «Косвенный и прямой поиск темной материи». Прогресс в области физики элементарных частиц и ядерной физики . 85 : 1–32. arXiv : 1507.03800 . Бибкод : 2015ПрПНП..85....1К . дои : 10.1016/j.ppnp.2015.07.001 . S2CID 118359390 .
- ^ Перлмуттер, Сол; Тернер, Майкл С.; Уайт, Мартин (1999). «Ограничение темной энергии сверхновыми типа Ia и крупномасштабной структурой» . Письма о физических отзывах . 83 (4): 670–673. arXiv : astro-ph/9901052 . Бибкод : 1999PhRvL..83..670P . doi : 10.1103/PhysRevLett.83.670 . S2CID 119427069 .
- ^ Адлер, Рональд Дж.; Кейси, Брендан; Джейкоб, Овидий К. (июль 1995 г.). «Вакуумная катастрофа: элементарное изложение проблемы космологической постоянной» . Американский журнал физики . 63 (7): 620–626. Бибкод : 1995AmJPh..63..620A . дои : 10.1119/1.17850 .
- ^ Зигфрид, Том (11 августа 2006 г.). «Пейзаж слишком далеко?». Наука . 313 (5788): 750–753. дои : 10.1126/science.313.5788.750 . ПМИД 16902104 . S2CID 118891996 .
- ^ Сахни, Варун (2002). «Проблема космологической постоянной и квинтэссенция». Классическая и квантовая гравитация . 19 (13): 3435–3448. arXiv : astro-ph/0202076 . Бибкод : 2002CQGra..19.3435S . дои : 10.1088/0264-9381/19/13/304 . S2CID 13532332 .
- ^ Нодзири, С.; Одинцов, С.Д. (2006). «Введение в модифицированную гравитацию и гравитационную альтернативу темной энергии». Международный журнал геометрических методов в современной физике . 04 (1): 115–146. arXiv : hep-th/0601213 . Бибкод : 2007IJGMM..04..115N . дои : 10.1142/S0219887807001928 . S2CID 119458605 .
- ^ Фернандес-Хамбрина, Л. (сентябрь 2014 г.). «Большой разрыв и большой взрыв / сжатие космологических сингулярностей». Физический обзор D . 90 (6): 064014. arXiv : 1408.6997 . Бибкод : 2014PhRvD..90f4014F . дои : 10.1103/PhysRevD.90.064014 . S2CID 118328824 .
- ^ Колпи, Моника; Сесана, Альберто (2017). «Источники гравитационных волн в эпоху многодиапазонной гравитационно-волновой астрономии». У Джерарда, Аугара; Эрик, Планноль (ред.). Обзор гравитационных волн: теория, источники и обнаружение . стр. 43–140. arXiv : 1610.05309 . Бибкод : 2017ogw..book...43C . дои : 10.1142/9789813141766_0002 . ISBN 978-981-314-176-6 . S2CID 119292265 .
- ^ Кастельвекки, Давиде; Витце, Витце (11 февраля 2016 г.). «Наконец-то найдены гравитационные волны Эйнштейна» . Новости природы . дои : 10.1038/nature.2016.19361 . S2CID 182916902 . Проверено 11 февраля 2016 г.
- ^ Б.П. Эбботт; и др. (Научное сотрудничество LIGO и сотрудничество Virgo) (2016). «Наблюдение гравитационных волн в результате слияния двойных черных дыр». Письма о физических отзывах . 116 (6): 061102.arXiv : 1602.03837 . Бибкод : 2016PhRvL.116f1102A . doi : 10.1103/PhysRevLett.116.061102 . ПМИД 26918975 . S2CID 124959784 .
- ^ «Гравитационные волны обнаружены через 100 лет после предсказания Эйнштейна» . www.nsf.gov . Национальный научный фонд . Проверено 11 февраля 2016 г.
- ^ До свидания, Деннис (15 июня 2016 г.). «Ученые слышат второй сигнал от сталкивающихся черных дыр» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 1 января 2022 года . Проверено 15 июня 2016 г.
- ^ «Начался новейший поиск гравитационных волн» . ЛИГО Калифорнийский технологический институт . ЛИГО . 18 сентября 2015 г. Проверено 29 ноября 2015 г.
- ^ Ковец, Эли Д. (2017). «Исследование темной материи первичной черной дыры с помощью гравитационных волн». Письма о физических отзывах . 119 (13): 131301. arXiv : 1705.09182 . Бибкод : 2017PhRvL.119m1301K . doi : 10.1103/PhysRevLett.119.131301 . ПМИД 29341709 . S2CID 37823911 .
- ^ Такеда, М.; и др. (10 августа 1998 г.). «Расширение энергетического спектра космических лучей за пределы предсказанного порога Грейзена-Зацепина-Кузьмина». Письма о физических отзывах . 81 (6): 1163–1166. arXiv : astro-ph/9807193 . Бибкод : 1998PhRvL..81.1163T . дои : 10.1103/PhysRevLett.81.1163 . S2CID 14864921 .
- ^ Турышев, Слава Г. (2008). «Экспериментальные проверки общей теории относительности» . Ежегодный обзор ядерной науки и науки о элементарных частицах . 58 (1): 207–248. arXiv : 0806.1731 . Бибкод : 2008ARNPS..58..207T . дои : 10.1146/annurev.nucl.58.020807.111839 . S2CID 119199160 .
- ^ Узан, Жан-Филипп (март 2011 г.). «Варьирующиеся константы, гравитация и космология» . Живые обзоры в теории относительности . 14 (1): 2. arXiv : 1009.5514 . Бибкод : 2011LRR....14....2U . дои : 10.12942/lrr-2011-2 . ПМК 5256069 . ПМИД 28179829 .
- ^ Дик, Стивен Дж. (2020). «Биофизическая космология: место биоастрономии в истории науки». Пространство, время и пришельцы . Чам: Международное издательство Springer. стр. 53–58. дои : 10.1007/978-3-030-41614-0_4 . ISBN 978-3-030-41613-3 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]Популярный
[ редактировать ]- Грин, Брайан (2005). Ткань Космоса . Penguin Books Ltd. ISBN издательства 978-0-14-101111-0 .
- Гут, Алан (1997). Инфляционная Вселенная: В поисках новой теории космического происхождения . Случайный дом. ISBN 978-0-224-04448-6 .
- Хокинг, Стивен В. (1988). Краткая история времени: от Большого взрыва до черных дыр . Bantam Books, Inc. ISBN 978-0-553-38016-3 .
- Хокинг, Стивен В. (2001). Коротко о Вселенной . Bantam Books, Inc. ISBN 978-0-553-80202-3 .
- Острайкер, Иеремия П.; Миттон, Саймон (2013). Сердце Тьмы: Разгадка тайн невидимой Вселенной . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-13430-7 .
- Сингх, Саймон (2005). Большой Взрыв: Происхождение Вселенной . Четвертая власть. Бибкод : 2004biba.book.....S . ISBN 978-0-00-716221-5 .
- Вайнберг, Стивен (1993) [1978]. Первые три минуты . Основные книги. ISBN 978-0-465-02437-7 .
Учебники
[ редактировать ]- Ченг, Та-Пей (2005). Относительность, гравитация и космология: базовое введение . Оксфорд и Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-852957-6 . Введение в космологию и общую теорию относительности без полного тензорного аппарата, отложенное до последней части книги.
- Бауманн, Дэниел (2022). Космология . Кембридж: Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-19-852957-6 . Современное введение в космологию, охватывающее однородную и неоднородную Вселенную, а также инфляцию и реликтовое излучение.
- Додельсон, Скотт (2003). Современная космология . Академическая пресса. ISBN 978-0-12-219141-1 . Вводный текст, опубликованный незадолго до результатов WMAP .
- Гал-Ор, Бенджамин (1987) [1981]. Космология, физика и философия . Спрингер Верлаг. ISBN 0-387-90581-2 .
- Грон, Эйвинд ; Хервик, Сигбьёрн (2007). Общая теория относительности Эйнштейна с современными приложениями в космологии . Нью-Йорк: Спрингер. ISBN 978-0-387-69199-2 .
- Харрисон, Эдвард (2000). Космология: наука о Вселенной . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-66148-5 . Для студентов; математически нежный с сильным историческим акцентом.
- Катнер, Марк (2003). Астрономия: физическая перспектива . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-52927-3 . Вводный текст по астрономии.
- Колб, Эдвард; Майкл Тернер (1988). Ранняя Вселенная . Аддисон-Уэсли. ISBN 978-0-201-11604-5 . Классический справочник для исследователей.
- Лиддл, Эндрю (2003). Введение в современную космологию . Джон Уайли. ISBN 978-0-470-84835-7 . Космология без общей теории относительности.
- Лиддл, Эндрю; Дэвид Лит (2000). Космологическая инфляция и крупномасштабная структура . Кембридж. ISBN 978-0-521-57598-0 . Введение в космологию с подробным обсуждением инфляции .
- Муханов, Вячеслав (2005). Физические основы космологии . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-56398-7 .
- Падманабхан, Т. (1993). Структурообразование во Вселенной . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-42486-8 . Подробно рассматривается формирование крупномасштабных структур.
- Пикок, Джон (1998). Космологическая физика . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-42270-3 . Введение, включающее больше, чем большинство других статей, по общей теории относительности и квантовой теории поля.
- Пиблз, PJE (1993). Принципы физической космологии . Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-01933-8 . Сильный исторический фокус.
- Пиблз, PJE (1980). Крупномасштабная структура Вселенной . Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-08240-0 . Классическая работа о крупномасштабной структуре и корреляционных функциях.
- Рис, Мартин (2002). Новые перспективы в астрофизической космологии . Издательство Кембриджского университета. ISBN 978-0-521-64544-7 .
- Вайнберг, Стивен (1971). Гравитация и космология . Джон Уайли. ISBN 978-0-471-92567-5 . Стандартный справочник по математическому формализму.
- Вайнберг, Стивен (2008). Космология . Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-852682-7 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]Из групп
[ редактировать ]- Кембриджская космология - от Кембриджского университета (публичная домашняя страница)
- Космология 101 НАСА WMAP. - от группы
- Центр космологической физики . Чикагский университет , Чикаго.
- Origins, Nova Online – предоставлено PBS .
От частных лиц
[ редактировать ]- Гейл, Джордж, « Космология: методологические дебаты в 1930-х и 1940-х годах », Стэнфордская энциклопедия философии , Эдвард Н. Залта (ред.)
- Мадор, Барри Ф., « Уровень 5 : База знаний по внегалактической астрономии и космологии ». Калтех и Карнеги. Пасадена, Калифорния.
- Тайлер, Пэт и Фил Ньюман « За пределами Эйнштейна ». Лаборатория астрофизики высоких энергий (LHEA) Центра космических полетов имени Годдарда НАСА .
- Райт, Нед . « Учебник по космологии и часто задаваемые вопросы ». Отдел астрономии и астрофизики Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
- Джордж Массер (февраль 2004 г.). «Четыре ключа к космологии» . Научный американец . Проверено 22 марта 2015 г.
- Клифф Берджесс ; Фернандо Кеведо (ноябрь 2007 г.). «Великая космическая поездка на американских горках». Scientific American (печать). стр. 52–59.
(подзаголовок) Может ли космическая инфляция быть признаком того, что наша Вселенная находится в гораздо более обширном мире?