Программа дисциплины космология Цикл дс. Направление: 510400 ― Физика

КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

"УТВЕРЖДАЮ"

Проректор

__________ В.С.Бухмин

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Космология

Цикл ДС.

Направление: 510400 ― Физика

Специализация: 010457 ― Гравитация и теория относительности

Принята на заседании кафедры Теории относительности и гравитации

(протокол № 6 от "5" июня 2009 г.)
Заведующий кафедрой
________________ (А.В. Аминова)

Утверждена Учебно-методической комиссией физического факультета КГУ.

(протокол №___ от "__"__________200__ г.)
Председатель комиссии
____________________ (Д.А. Таюрский)

Рабочая программа дисциплины "Космология" предназначена для студентов 4 курса

по направлению: 510400 ― Физика

Специализация: 010457 ― Гравитация и теория относительности

АВТОР: Балакин А.Б.

КРАТКАЯ АННОТАЦИЯ: В данном курсе лекций излагаются основы релятивисткой космологии: основные идеи, лежащие в её основе, изотропные и анизотропные космологические модели, вопросы, связанные с проблемой образования галактик, происхождением реликтового излучения, темной материи и темной энергии.

1. Требования к уровню подготовки студента, завершившего изучение дисциплины "Космология"

Студенты, завершившие изучение данной дисциплины должны:

знать основные постулаты, лежащие в основе современной космологии и особенности основных процессов, происходящих на ранних стадиях эволюции Вселенной, а также на современной стадии;

овладеть современными теоретическими методами исследования процессов образования крупномасштабной структуры Вселенной в рамках общей теории относительности. ярных полей в ортогональных и криволинейных координатах.

2. Объем дисциплины и виды учебной работы (в часах)

Форма обучения очная

Количество семестров 2

Форма контроля: 7 семестр -

8 семестр экзамен

№ п/п	Виды учебных занятий	Количество часов
		7 семестр	8 семестр
1.	Всего часов по дисциплине	57	53
2.	Самостоятельная работа	21	19
3.	Аудиторных занятий	36	34
	в том числе: лекций	18	17
	семинарских (или лабораторно-практических) занятий	18	17

3. Содержание дисциплины.

ТРЕБОВАНИЯ ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО СТАНДАРТА К ОБЯЗАТЕЛЬНОМУ МИНИМУМУ СОДЕРЖАНИЯ ПРОГРАММЫ

Индекс	Наименование дисциплины и ее основные разделы	Всего часов
ДС.11 ДС.В11		57 53

Примечание: Если дисциплина, устанавливается вузом самостоятельно, то в данной таблице ставится прочерк.
3.2. СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

№ п/п	Название темы и ее содержание	Количество часов
		Лекции		(лаб.-практ.) занятия
1	Основы релятивистской кинетики и термодинамики и её приложения к астрофизике и космологии. Релятивистское кинетическое уравнение, баланс энергии, импульса и энтропии. Релятивистская гидродинамика и теория плазмы. Модельные тензоры энергии-импульса. Локальное термодинамическое и химическое равновесие. Классификация уравнений состояния. Равновесие, устойчивость и эволюция звездных структур. Звезды в состоянии конвективного равновесия, политропы, белые карлики и нейтронные звезды. Черные дыры и кротовые норы. Горизонты и сингулярности.	10		10
2	Космологические модели (математические аспекты). Космологический принцип. Ньютоновская космология. Изотропные космологические модели Фридмана — Леметра — Робертсона -Уолкера. Стационарные космологические модели. Модель де Ситтера. Анизотропные космологические модели. Модель Казнера. Модель с магнитным полем.	8		8
3	Эволюции изотропной Вселенной (физические аспекты). Термодинамическое равновесие и кинетические процессы в расширяющейся Вселенной. Каноническая теория Горячей Вселенной, температурная история и основные периоды расширения. Инфляционная стадия. Реликтовое излучение. Нуклеосинтез в горячей модели Вселенной.	8		8
4	Гравитационная неустойчивость и структурообразование во Вселенной. Теория Джинса и Боннора. Теория Лифшица. Эволюция первичных возмущений скалярного, векторного и тензорного типов. Крупномасштабная структура Вселенной. Теории образования галактик и их скоплений.	4		4
5	Ключевые проблемы современной космологии. Теория Ранней Вселенной. Ускоренное расширение Вселенной на современном этапе: наблюдательные данные и классификация теоретических моделей. Проблема темной энергии. Темная материя и проблема линзирования. Нелинейные и неминимальные обобщения теории тяготения.	5		5

	Итого часов:		35	35

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теория поля. - М.: Наука. 1988.
Де Грот С., Ван Леувен В., Ван Верт Х. Релятивистская кинетическая теория. Принципы и применения. – М.: Мир, 1983.
Зельдович Я.Б., Новиков И.Д. Строение и эволюция Вселенной. – М.: Наука, 1976.
Вейнберг С. Гравитация и космология. - М.: Мир, 1975.

Мизнер Ч., Торн К., Уилер Дж. Гравитация. - М.: Мир, 1977.

Пибблс П. Физическая космология. - М.: Мир, 1975.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

Фок В.А. Теория пространства, времени и тяготения. - М.: ГИФМЛ, 1961.
Мак-Витти Г. Общая теория относительности и космология. - М.:ИЛ, 1961.
Власов А.А. Статистические функции распределения. – М.: Наука, 1966.

Приложение к программе дисциплины

« Космология».

БИЛЕТЫ К ЭКЗАМЕНАМ

Билет 1.

1. Релятивистское кинетическое уравнение, баланс энергии, импульса и энтропии.

2. Реликтовое излучение.
Билет 2.

1. Релятивистская гидродинамика и теория плазмы.

2. Основные периоды эволюции Вселенной.
Билет 3.

1. Локальное термодинамическое и химическое равновесие.

2. Нуклеосинтез в горячей модели Вселенной.
Билет 4.

1. Классификация уравнений состояния.

2. Крупномасштабная структура Вселенной.
Билет 5.

1. Равновесие, устойчивость и эволюция звездных структур.

2. Ускоренное расширение Вселенной на современном этапе: наблюдательные данные и классификация теоретических моделей.
Билет 6.

1. Звезды в состоянии конвективного равновесия, политропы, белые карлики.

2. Теория Джинса и Боннора.
Билет 7.

1. Нейтронные звезды.

2. Проблема темной энергии.
Билет 8.

Космологический принцип. Ньютоновская космология.

Темная материя и проблема линзирования

Билет 9.

1. Изотропные космологические модели Фридмана — Леметра — Робертсона - Уолкера.

2. Нелинейные и неминимальные обобщения теории тяготения
Билет 10.

1. Стационарные космологические модели. Модель де Ситтера.

2. Инфляционная стадия расширения Вселенной.
Билет 11.

1. Анизотропные космологические модели. Модель Казнера.

2. Теория Лифшица.
Билет 12.

1. Анизотропная космологическая модель с магнитным полем.

2. Эволюция первичных возмущений скалярного, векторного и тензорного типов.