Релятивистская астрофизика и физическая космология

Изложение физических вопросов космологии.

Г. С. Бисноватый-Коган «Релятивистская астрофизика и физическая космология» Красанд, 2011 год, 376 стр. цв. вкл. (12,1 мб. djvu)

Релятивистская астрофизика и космология изучает вопросы происхождения и строения наблюдаемой части Вселенной. В книге исследуются вопросы жизненного цикла релятивистских объектов: радиопульсаров, белых карликов, нейтронных звезд, сверхмассивных черных дыр и релятивистских звездных скоплений. Изложена теория увеличения массы объектов путем поглощения окружающей материи (аккреции), релятивистскими объектами и их наблюдательные свойства.

Рассмотрены фридмановские модели, описывающие свойства изотропной однородной горячей расширяющейся Вселенной, с учетом космологической постоянной и инфляции. Показаны результаты изучения реликтового микроволнового фона, как последствия первичного взрыва, и наблюдаемых флуктуаций. Анализ этих данных позволяет сделать вывод о о наличии преобладающего количества темной энергии и темной материи в современной Вселенной.

Рассмотрен бариогенезис и нуклеосинтез, гравитационная неустойчивость свойств крупномасштабных образований Вселенной. Показаны свойства различных объектов составляющих структуру современной Вселенной. «Релятивистская астрофизика и физическая космология» будет полезна специалистам — физикам, астрофизикам. А так же вызовет интерес у широкого круга читателей, интересующихся строением окружающего мира.ISBN 978-5-396-00276-0

Оглавление книги

Часть 1.Релятивистская астрофизика 13

Глава 1.Равновесие и устойчивость звезд 15
1.1.Предмет изучения — астрономические объекты в условиях сильной гравитации и при больших скоростях 15
1.2.Равновесие звезды 19
1.3.Политропное уравнение состояния 19
1.4.Политропные звезды 21
1.5.Теорема вириала и устойчивость звезды 23

Глава 2. Белые карлики и нейтронные звезды 29
2.1.Уравнение состояния при больших плотностях и температурах. Белые карлики. Чандрасекаровский предел массы 29
2.2.Уравнение Оппенгеймера—Волкова. Нейтронные звезды 34
2.3.Кулоновский кристалл 36
2.4.Неравновесный слой 37
2.5.  Кварковые звезды 40
2.6. Предел массы нейтронной звезды 41

Глава 3. Черные дыры 43
3.1.Уравнения общей теории относительности 43
3.2.Сферически-симметричное поле в пустоте: решение Шварцшильда (1916)45
3.3.Гравитационный радиус и горизонт событий 46
3.4.Вращающаяся черная дыра: решение Керра 47
3.5.Извлечение энергии из вращающейся
черной дыры: механизм Пенроуза; сверхизлучение Зельдовича 49

Глава 4. Аккреция на черные дыры I 55
4.1.Аккреция политропного газа 55
4.2.Усиление магнитного поля при аккреции. Хаотическое магнитное поле: гипотеза равнораспределения. Излучение замагниченного газа при аккреции 58
4.3. Крупномасштабное магнитное поле: образование диска и картина стационарной аккреции 63

Глава 5. Аккреция на черные дыры II 71
5.1. Черные дыры в двойных системах, полость Роша 71
5.2. Дисковая аккреция на черную дыру: стандартное решение для турбулентного диска 75
5.3. Оптически толстые и оптически тонкие модели… 78
5.4. Конвекция, корона и спектры излучения аккреционных дисков 81
5.5. Механизмы возникновения турбулентности 84
5.6. Случай большого потока массы при аккреции: диски с адвекцией 86
5.7. Извлечение вращательной энергии из черной
дыры: механизм Бландфорда—Знаека 90

Глава 6. Наблюдения релятивистских объектов 93
6.1. Белые карлики. Радиопульсары 93
6.2. Двойные звездные системы: измерения массы звезд 95
6.3. Двойные рентгеновские источники: черные дыры в двойных системах, микроквазары 101
6.4. Двойные рентгеновские источники: рентгеновские пульсары и рентгеновские барстеры. Подкрученные пульсары 103

Глава 7. Аккреция на нейтронные звезды 109
7.1. Аккреция на замагниченную нейтронную звезду. Альфвеновская поверхность, неустойчивости и проникновение 109
7.2. Горячее пятно 114
7.3. Аккретор и пропеллер. Раскрутка звезды при дисковой аккреции, стационарный период. Экранирование магнитных полей 115
7.4. Пограничный слой 118
7.5. Аккреция на быстровращающуюся звезду со слабым магнитным полем 120

Глава 8. Радиопульсары 123
8.1. Модель наклонного ротатора 123
8.2. Униполярный генератор: модель Голдрайха—Джулиана 126
8.3. Потери вращательной энергии, индекс торможения 129
8.4. Звездотрясения и скачки периодов 131
8.5. Магнитные поля пульсаров 136
8.6. Двойные и подкрученные радиопульсары 138
8.7. Определение масс нейтронных звезд.
Проверка общей теории относительности 139
8.8. Излучение гравитационных волн при слиянии нейтронных звезд. Космические гамма-всплески 144

Глава 9. Звездные скопления 147
9.1. Релятивистские звездные скопления 148
9.2. Динамическая и термодинамическая устойчивость. Граво-термическая катастрофа 151
9.3. Эволюция скоплений и образование сверхмассивных черных дыр 159
9.4. Звездные скопления вокруг сверхмассивных черных дыр 166

Глава 10. Эволюция массивных звезд и сверхновые 175
10.1. Ядерная эволюция массивных звезд 175
10.2. Динамическая устойчивость и критические состояния звезд различных масс 185
10.3. Вспышки сверхновых. Механизмы взрывов сверхновых. Магнито-ротационная модель 189
10.4. Космические гамма-всплески (КГВ) и сверхновые 194
Литература, рекомендуемая к Части 1 207

Часть 2. Физическая космология 209

Глава 11. Космологические модели 211
11.1. Уравнения Эйнштейна 211
11.2. Решения Фридмана 215
11.3. Красное смещение. Постоянная Хаббла 221

Глава 12. Ранние стадии расширения Вселенной 229
12.1. Бариогенезис 231
12.2. Смена эпох при расширении Вселенной 237
12.3. Нуклеосинтез в расширяющейся Вселенной 240

Глава 13. Гравитационная неустойчивость 247
13.1. Джинсовская неустойчивость 248
13.2. Гравитационная неустойчивость в расширяющейся Вселенной 252
13.3. Рост первичных возмущений 259
13.4. Нелинейные стадии развития гравитационной неустойчивости

Глава 14. Реликтовое излучение 273
14.1. Предсказание Гамова 273
14.2. Наблюдательное открытие 274
14.3. Предыстория 276
14.4. Свойства реликтового излучения 277
14.5. Флуктуации реликтового излучения 279
14.6. Наблюдения флуктуаций реликтового излучения 282
14.7. Определение глобальных параметров Вселенной 287
14.8. Будущие эксперименты 291

Глава 15. Космомикрофизика 293
15.1. Ограничения на массу покоя нейтрино 293
15.2. Ограничения на число легких слабовзаимодействующих частиц 297
15.3. Темная материя 299
15.4. Темная энергия 301

Глава 16. Фоновые составляющие Вселенной 305
16.1. Реликтовое излучение, нейтрино и гравитоны 306
16.2. Очень длинные гравитационные волны 310
16.3. Первичные черные дыры 314
16.4. Нейтрино средних энергий 318
16.5. Космические лучи 322

Глава 17. Проблемы современной космологии — очень ранняя Вселенная 327
17.1. Основные уравнения 327
17.2. Планковские масштабы 330
17.3. Свойства скалярных полей 331
17.4. Доменные стенки 335
17.5. Космические струны 338
17.6. Ежики (hedgehogs) и монополи 342
17.7. Текстуры (textures) 345
17.8. Инфляция 347
17.9. Формирование спектра возмущений на стадии инфляции 356
Литература, рекомендуемая к Части 2 361
Список избранных трудов Г. С. Бисноватого-Когана 362

Скачать книгу бесплатно12,1 мб. djvu
Релятивистская астрофизика. Видео

 

Похожая литература