Программа курса

1. Релятивистская кинематика. Пространство Минковского. Вывод преобразований Лоренца. Релятивистские эффекты: замедление времени, лоренцевское сокращение длин. Эффект Допплера.
2. Релятивистская динамика. Энергия, импульс и масса релятивистской частицы. О понятии "релятивистской массы". Тахионы.
3. Проблемы ньютоновской теории гравитации. Предпосылки к созданию ОТО. Эвристические соображения: принцип эквивалентности и парадокс Эренфеста. Задача построения релятивистской теории гравитации.
4. Уравнения Эйнштейна для гравитационного поля. Ньютоновский предел. Классические тесты ОТО: смещение перигелия Меркурия, отклонение лучей света гравитирующими телами, гравитационное красное смещение.
5. Линеаризованная гравитация. Излучение и детектирование гравитационных волн. Открытие гравитационных волн коллаборацией LIGO.
6. Черные дыры. Решение Шварцшильда и его свойства. Горизонт событий. Падение на черную дыру. No-hair теорема. Излучение Хокинга.
7. Глобальная структура черных дыр. Образование черных дыр. Гравитационный коллапс. Конечные стадии эволюции звезд. Компактные астрофизические объекты (белые карлики и нейтронные звезды). Сверхмассивные черные дыры и квазары. Обнаружение черных дыр.
8. Основы космологии. Проблемы ньютоновской космологии. Фотометрический парадокс. Измерение расстояний и скоростей в космосе.
9. Релятивистская космология. Мир Эйнштейна. Модель Фридмана. Нестационарная Вселенная. Закон Хаббла, его теоретическое обоснование и экспериментальное подтверждение.
10. Теория Большого Взрыва. Идеи Гамова и Леметра. Реликтовое излучение как эхо Большого Взрыва. Обнаружение реликтового излучения. Свойства реликтового излучения. Проблема инфляции.
11. Эволюция Вселенной. Барио- и нуклеогенез. Химические элементы в первичной Вселенной.
12. Стадии развития Вселенной. Доминирование излучения и материи. Ускоренное расширение Вселенной. Проблема темной энергии. Будущее Вселенной.
13. Критическая плотность материи. Соотношение форм энергии во Вселенной. Темная материя. Кривые вращения галактик. Гравитационное линзирование.
14. Глобальная структура Вселенной. Начальная сингулярность. Что было до Большого Взрыва? Теории с отскоком (Big Bounce).
15. Квантование гравитации: проблемы и подходы. Модификации теории гравитации.
16. Причинная структура Вселенной. Пространства с нарушенной причинностью. Мир Геделя. Кротовые норы.

Литература

Обязательная:

1. С. Вейнберг. Гравитация и космология. М.: Мир, 1975.

2. В. Н. Лукаш, Е. В. Михеева. Физическая космология. М.:Физматлит, 2010.

3. Ю.С. Владимиров Классическая теория гравитации. URSS. 2015.

4. М. В. Сажин. Современная космология в популярном изложении. М.:URSS, 2002.

Дополнительная

1. К. М. Уилл. Теория и эксперимент в гравитационной физике. М.:Энергоатомиздат, 1985.

2. С. В. Красников. Некоторые вопросы причинности в ОТО. М.: URSS, 2015.

3. С. Вайнберг. Космология. М.:Либроком, 2013.

4. Д. С. Горбунов, В. А. Рубаков.  Введение в теорию ранней Вселенной: Теория горячего Большого взрыва. М.:URSS, 2016.

5. А. Н. Петров. Гравитация. Фрязино: Век 2, 2013.