Конспект

Від інфлатона до реліктового випромінювання

Послідовний виклад сучасної космології: від рівнянь Фрідмана до кутового спектра CMB і відкритих проблем ΛCDM

Автор С. М. Пономаренко

Сучасна гравюра Фламмаріона Відкрити
прокрутити

Для фізика, знайомого із ЗТВ

Конспект побудований як суцільний ланцюжок: від метрики FLRW і рівнянь Фрідмана — через динаміку інфлятона, квантові флуктуації та розігрів — до фотон-баріонної акустики, ефекту Закса–Вольфа і поляризації CMB.

Теорія та практика разом

Кожен розділ супроводжується числовими оцінками та Python-прикладами. Окремі розділи присвячені пакетам CAMB і CLASS, а практичний посібник проводить від «сирих» даних Planck 2018 до оцінки параметрів ΛCDM методом MCMC.

Структура книги

Частина I

Фонова космологія

  • Метрика FLRW, рівняння Фрідмана, ΛCDM
  • Інфлатон та його потенціал, slow-roll

Частина II

Збурення метрики

  • SVT-розклад збурень метрики, калібрування
  • Квантові флуктуації, спектр Муханова–Сасакі

Частина III

Від розігріву до CMB

  • Розігрів: параметричний резонанс, термалізація
  • Гідродинаміка фотон-баріонної плазми, BAO
  • Ефект Закса–Вольфа, кутовий спектр CMB
  • Поляризація CMB: E- і B-моди
  • Хаотична інфляція Лінде, вічна інфляція

Частина IV

Невирішені проблеми

  • Перспективи: JWST, зламаний спектр, напруга Хаббла

Частина V

Чисельні методи

  • Python-пакети: CAMB, CLASS, Cobaya
  • Від даних CMB до параметрів моделі (MCMC)
А
Сучасні космологічні параметри ΛCDM (Planck 2018)
Б
Вивід тривалості інфляції та вікна спостережень CMB
В
Ньютонівська космологія і закон збереження енергії

Відтворювані результати

Репозиторій містить числові дані Planck 2018 TT (збіновані C з похибками) та теоретичний спектр ΛCDM, розрахований через CAMB з параметрами best-fit. Скрипт Universe.py дозволяє відтворити всі графіки спектрів безпосередньо з джерела.

Подивитись на космологію в дії