Opisyvayutsya osnovnye podhody k izucheniyu statisticheskih svoistv raspredeleniya galaktik, t.e. krupnomasshtabnoi struktury. Stat'ya ne yavlyaetsya legkim chtivom, krome, byt' mozhet, istoricheskogo vvedeniya.

Horoshii obzor na urovne staroi dobroi "Fiziki kosmosa". V nem rasskazyvaetsya o poyavlenie pervyh ob'ektov vo vselennoi i o roste krupnomasshtabnoi struktury. No, razumeetsya, takoi rasskaz nevozmozhen bez nekotorogo kosmologicheskogo vvedeniya i rasskaza o nablyudeniyah. Vse eto v obzore nalichestvuet.

V laboratorii Gran Sasso idet novyi eksperiment po poisku chastic temnoi materii. Eto DAMA/LIBRA (opisanie chitaite v stat'e arxiv:0804.2738). Eto razvitie izvestnogo eksperimenta DAMA, kotoryi neskol'ko let nazad uzhe zayavlyal o tom, chto oni vidyat signal, t.k. imela mesto sezonnaya modulyaciya, kotoruyu avtory proekta ob'yasnyali izmeneniem otnositel'noi skorosti Zemli i chastic temnoi materii v processe vrasheniya nashei planety vokrug Solnca. Seichas avtory snova govoryat o polozhitel'nom rezul'tate uzhe na novoi ustanovke.

Avtory zayavlyayut, chto na urovne vyshe 8 standartnyh otklonenii vidyat godichnuyu modulyaciyu na novoi ustanovke (s uchetom staryh rezul'tatov). Vyvod sdelan na osnove 4-letnih nablyudenii. Interpretaciya: nablyudaetsya signal ot registracii chastic temnoi materii, zapolnyayushih galo nashei Galaktiki.

Razumeetsya, bol'shoi razdel v stat'e posvyashen vozmozhnym sistematicheskim effektam. No v lyubom sluchae, vidimo, pridetsya zhdat' nezavisimogo eksperimenta.

Avtory rassmatrivayut vopros o tom, chto novogo my mozhem uznat' blagodarya detektoru LISA s uchetom togo, chto mozhno budet tochno opredelit' iz kakoi galaktiki prishel signal (vozmozhno, chto eto mozhno budet skazat' dazhe do pika vspleska). Stat'ya prezhde vsego interesna ob'yasneniem nekotoryh vozmozhnostei i ih obsuzhdeniem. V chastnosti, mozhno budet ogranichivat' al'ternativnye teorii gravitacii, t.k. mozhn bude opredelyat' zaderzhku mezhdu prihodom fotonnogo i gravitacionnogo signalov. Krome togo, nablyudeniya na LISA dadut nezavisimuyu ocenku rasstoyaniya do galaktik po ih gravitacionno-volnovomu signalu, chto takzhe ochen' interesno.

Horoshii obzor o roli neitrino v kosmologii i o vozmozhnosti ispol'zovat' kosmologicheskie dannye dlya ogranicheniya parametrov neitrino. Zatronuty vse vozmozhnye v dannom sluchae aspekty: ot roli neitrino v formirovanii krupnomasshtabnoi struktury do kosmologicheskih ogranichenii na chislo sortov neitrino, ot ogranichenii na massy neitrino do perspektiv obnaruzheniya fona kosmologicheskih neitrino.

Avtory nachinayut s togo, chto vspominayut o bol'shom interese Landau k probleme kosmologicheskoi singulyarnosti. Konechno, so vremen Landau v kosmologii proizoshla nastoyashaya revolyuciya, sootvetstvenno izmenilas' i postanovka problemy o kosmologicheskih singulyarnostyah. V konce stat'i avtory obsuzhdayut nekotorye novye voprosy.

Eta stat'ya otkryvaet seriyu rabot, posvyashennyh predstavleniyu rezul'tatov uzhe pyati let nablyudenii na sputnike WMAP. Drugie stat'i:
arxiv:0803.0570 Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)Observations: Beam Maps and Window Functions
arxiv:0803.0577 The Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Source Catalog
arxiv:0803.0586 Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Likelihoods and Parameters from the WMAP data
arxiv:0803.0593 Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Angular Power Spectra
arxiv:0803.0715 Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Galactic Foreground Emission
arxiv:0803.0732 Five-Year Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) Observations: Data Processing, Sky Maps, and Basic Results

Nikakih sensacii net. Nasha vselennaya po-prezhnemu sostoit na 4.62 procenta iz barionov, na 23.3 procenta iz temnogo veshestva, i na 72.1 - iz temnoi energii. Postoyannaya Habbla 70.1 km/s/Mpk (+/- ya vezde opustil, oni stali men'she). Spektr vozmushenii 0.96, no sovmestim s ploskim v predelah menee treh sigma.

Sm. takzhe stat'yu srazu nizhe, gde dan obzor po metodam izucheniya mikrovolnovogo fona.

Ochen' poleznyi obzor, poskol'ku v nem prosto, strogo i ponyatno ob'yasnyaetsya chto izmeryayut, izuchaya reliktovoe izluchenie, kak provoditsya obrabotka, i zachem vse eto nuzhno (t.e., kakie vazhnye parametry izvlekayutsya v itoge).

Ochen' udachnyi obzor. Eto deistvitel'no enciklopedicheskaya stat'ya. Na vpolne dostupnom urovne, no strogo, tam ponemnogu rasskazano obo vsem, chto imeet otnoshenie v zagolovku stat'i. po odnoi dve stranicy otvedeno takim temam kak: istoriya komologii, paradoks Ol'bersa, zakon Habbla, STO, izmerenie rasstoyanii, OTO, testy OTO, gravitacionnoe linzirovanie, chernye dyry, kosmologiya Fridmana-Lemetra, teplovaya istoriya vselennoi, inflyaciya, reliktovoe izluchenie, krupnomasshtabnaya sturktura, temnoe veshestvo, temnaya energiya. Ya by dobavil eshe chut'-chut' o pervichnom nukleosinteze....

Po suti eto populyarnaya stat'ya po topologii Vselennoi. Lyumine izvesten kak avtor nashumevshei stat'i, v kotoroi dannye po reliktovomu izlucheniyu interpretirovalis' v ramkah modeli v netrivial'noi topologiei. V dannom obzore rasskazano o tom, kak takie modeli vyglyadyat, kak ih mozhno proveryat' po imeyushimsya dannym i tp.

Dostatochno podrobnoe opisanie osnovnyh fizicheskih processov, svyazannyh s formirovaniem svoistv reliktovogo fona. Esli vy hotite ponyat', kak v spektre moshnosti relikta na raznyh masshtabah voznikayut piki, i chto my mozhem iz vsego etogo izvlech' - to vam syuda.

Bol'shoi professional'nyi (t.e. sovsem ne populyarnyi) obzor po gravitacii. teorii strun i vozmozhnostyam eksperimental'noi proverki.

Horoshii professional'nyi obzor. Zatronuty vse osnovnye voprosy: kak v teorii (beglo, no dostatochno), tak i v eksperimente. Rasskazyvaetsya i o laboratornyh poiskah chastic, i o gamma-nablyudeniyah, i ob uskoritel'nyh eksperimentah. Obzor rasschitan na specialistov.

Interesnoe esse, posvyashennoe nekotorym zagadkam v kosmologii i rodstvennyh oblastyah. Osnovnoe vnimanie udeleno effektu Greizena-Zacepina-Kuz'mina (GZK) i problemam s lyambda-chlenom.

Prakticheski populyarnyi obzor po anizotropii reliktovogo izlucheniya. Opisana i istoriya issledovanii i otkrytii, i to "zachem eto nuzhno" v kosmologii, nu i, konechno zhe, chto eshe predstoit sdelat' na budushih eksperimentah. "Istoricheskii" podhod pomogaet ponyatnee vse izlozhit', tak chto stat'ya poluchaetsya ochen' dostupnaya.

Bolee ob'emnyi i menee dostupnyi obzor po kosmologii. Hotya formul ne tak uzh mnogo. Tak chto nadezhda razobrat'sya est' i u teh, kto ne zanimaetsya etoi oblast'yu.

V teorii formirovaniya galaktik ostayutsya ser'eznye neyasnosti, no pohozhe, chto bolee sovershennye modeli pozvolyayut otvechat' na vazhnye voprosy. V dannom sluchae rassmatrivaetsya problema vliyaniya poyavivshihsya zvezd na process "dodelyvaniya" galaktiki.

Dlya menya syurprizom stala vazhnost' ucheta ubegayushih zvezd. V predstavlyaemoi modeli avtory dostigayut razresheniya poryadka 50 parsek. Modeliruyutsya vse osnovnye sostavlyayushie mezhzvezdnoi sredy i tp. "detali", kotorye na samom dele yavlyayutsya opredelyayushimi dlya polucheniya realisticheskoi modeli.

O vozmozhnoi roli vliyaniya aktivnyh yader na formirovanie krasnyh ellipticheskih galaktik sm. stat'yu arxiv:0712.3289.

Hotya kilometrovaya antennaya reshetka (SKA) eshe tol'ko-tol'ko proektiruetsya, i dazhe ne vybrano mesto postroiki, uzhe provodyat poleznye shkoly i treningi. Poskol'ku SKA budet rabotat' i na kosmologiyu, dayutsya obzory po aktual'nym voprosam v etoi oblasti. V dannom sluchae eto effekt Syunyaeva-Zel'dovicha, sostoyashii vo vzaimodeistvii fotonov reliktovogo izlucheniya s goryachim gazom v skopleniyah galaktik.

Obzor ne prostoi, no ochen' poleznyi dlya teh, kto deistvitel'no hochet razobrat'sya.

Poyavilsya celyi ryad statei, posvyashennyh razlichnym aspektam issledovaniya skoplenii galaktik. Pri etom bol'shinstvo statei yavlyayutsya obzorami, imeyushimi bolee shirokuyu oblast' primenimosti, chem tol'ko skopleniya. Vmeste oni formiruyut celuyu knigu. Perechislyu nekotorye iz nih.
Nonthermal radiation mechanisms,
Thermal radiation processes,
Equilibration processes in the Warm-Hot Intergalactic Medium ,
Cosmological shock waves,
Observations of extended radio emission in clusters,
Nonthermal phenomena in clusters of galaxies,
Clusters of galaxies: setting the stage ,
Clusters of galaxies: beyond the thermal view,
Future instrumentation for the study of the Warm-Hot Intergalactic Medium,
Metal enrichment processes,
Numerical simulations of the Warm-Hot Intergalactic Medium.

Tri stat'i (vklyuchaya arXiv:0801.0246, arXiv:0801.02467) Dona Peidzha, posvyashennye religiozno=filosofskim aspektam sovremennyh kosmologicheskih teorii.

Bol'shoi, dostupnyi i tolkovyi obzor ot dvuh vedushih specialistov po vnegalakticheskoi astronomii i kosmologii. Osnovnye temy: temnaya materiya i energiya, a takzhe obrazovanie galaktik i epoha reionizacii. Horosho summirovano sovremennoe sostoyanie del. Nu a glavnoi temoi yavlyaetsya popytka analiza togo, chto nado sdelat' v blizhaishem budushem, kakimi metodami i tp.

V samam dele, nikakogo bla-bla-bla. Prakticheskoe rukovodstvo. Dazhe zadachi est'. Navernoe, budet polezno ne tol'ko tem, kto nachinaet izuchat' obrabotku kosmologicheskih dannyh, a voobshe vsem, kto nachinaet ispol'zovat' statmetody dlya raboty s dannymi.

Issledovanie mer vrasheniya bol'shogo chisla dalekih radioistochnikov pokazalo, chto za z~2 dolya ob'ektov s maloi meroi vrasheniya ochen' mala. T.e., kak pisht avtory "vselennaya faradeevski neprozrachna". Po ih mneniyu, eto govorit o tom, chto v rannie epohi okrestnosti galaktik byli dostatochno sil'no zamagnicheny. Drugaya vozmozhnost' sostoit v tom, chto velik vklad sobstvennyh polei istochnikov.

Avtorami razrabotana poluanaliticheskaya model', pozvolyayushaya uchest' vliyanie reoinizacii na process formirovaniya galaktik. Rassmotreny dva varianta modeli s razlichnymi scenariyami radiacionnoi obratnoi svyazi. Oba varianta nahodyatsya v soglasii s ogranicheniyami SDSS na soderzhanie neitral'nogo vodoroda na z < 7. Predskazannye razlichiya dlya tomsonovskoi opticheskoi tolshi nahodyatsya v predelah odnoi sigma po rezul'tatam trehletnih nablyudenii WMAP. Oba varianta soglasuyutsya s dannymi ob evolyucii Laiman-limit sistem (LLS), kosmicheskoi istorii zvezdoobrazovaniya, teplovoi istoriei mezhgalakticheskoi sredy, podschetom galaktik na bol'shih krasnyh smesheniyah. Po mneniyu avtorov, lish' nablyudeniya v linii HI 21 sm pozvolyat sdelat' vybor, kakoi iz variantov yavlyaetsya nabolee realistichnym. V stat'e obsuzhdaetsya veroyatnost' obnaruzheniya signala s pomosh'yu sushestvuyushih i razrabatyvaemyh radioteleskopov.

V 1985 godu v zhurnale Annu. Rev. Astron. Astrophys. vyshel obzor "Big Bang Nucleosynthesis: Theories and Observations", napisannyi dvumya avtorami Boesgaard & Steigman. Proshlo bolee dvadcati let, i Gari Staigman vnov' summiruet naibolee vazhnye otkrytiya v oblasti pervichnogo nukleosinteza. Obzor napisan na dostupnom dlya nekosmologov urovne i sostoit iz pyati chastei: vstupleniya, kratkoi annotacii modelei standartnogo i nestandartnogo nukleosinteza pri Bol'shom Vzryve, opisaniya nablyudatel'nyh dannyh po reliktovym nuklidam (deiterii, gelii-3, gelii-4, litii-7), obsuzhdeniya soglasiya mezhdu sovremennoi teoriei i nablyudeniyami, zaklyucheniya.

Na kartah mikrovolnovogo fona (reliktovogo izlucheniya), postroennyh komandoi WMAP, est' zagadochnoe holodnoe pyatno na galakticheskoi shirote -57 i dolgote 209 gradusov. Avtory stat'i provodyat podrobnyi analiz. Hitrost' tut v tom, chto karty mikrovolnovogo fona stroyatsya sovsem ne tak, kak obychnye karty. T.e. eto ne nanesenie na kartu neba "tochek" s izmerennoi temperaturoi. Postroenie karty zavyazano zdes' na slozhnye metody obrabotki. V itoge mozhet poluchit'sya tak, chto nekotorye "detali" na karte voznikayut imenno v sledstvii primeneniya konkretnogo algoritma postroeniya, a vovse ne iz-za sushestvovaniya kakih-to vydelennyh oblastei na nebe. Pohozhe, chto imenno tak i poyavilos' holodnoe pyatno. Avtory detal'no razbirayut, kakie garmoniki mogli vnesti vklad v poyavlenie etogo "mirazha".

Izuchenie himicheskogo sostava mezhgalakticheskoi sredy na razlichnyh krasnyh smesheniyah pokazalo nalichie v nei tyazhelyh elementov uzhe na z = 5-6 i otsutstvie sushestvennoi evolyucii v metallichnosti dlya intervala krasnyh smeshenii 2 < z < 4. Process obogasheniya mezhgalakticheskoi sredy yavlyaetsya klyuchevym dlya ponimaniya evolyucii galaktik, potomu nablyudeniya mezhgalakticheskoi sredy byli i ostayutsya odnim iz prioritetnyh napravlenii. Dannaya stat'ya yavlyaetsya chetvertoi v serii rabot i posvyashena analizu linii O VI, C IV, Si IV i H I v spektrah vysokogo razresheniya 17 kvazarov, poluchennyh dlya na teleskopah VLT i Keck. Rezul'taty issledovaniya pokazali, chto na intervale krasnyh smeshenii 1.9 < z < 3.6 soderzhanie kisloroda [O/H] v mezhgalakticheskoi srede sushestvenno ne menyaetsya. Analogichnyi rezul'tat byl poluchen ranee temi zhe avtorami iz analiza obiliya v mezhgalakticheskoi srede ugleroda [C/H].

Pryamoe obnaruzhenie epohi "temnyh vremen" i reionizacii odna iz prioritetnyh nauchnyh celei nizkochastotnyh radioinstrumentov, kak deistvuyushih (Giant Metrewave Radio Telescope, 21- CM Array), tak i razrabatyvaemyh (Low Frequency Array, Murchison Widefield Array i Square Kilometre Array). Vsledstvie slabogo i zashumlennogo signala, ozhidaetsya, chto takie nablyudeniya budut kraine slozhny. Uspeh eksperimentov i korrektnoi interpretacii rezul'tatov budet tesno svyazan s ponimaniem osnovnyh processov i harakternyh masshtabov reionizacii, poluchennyh iz chislennyh eksperimentov. V rabote kratko obsuzhdayutsya osnovnye rezul'taty chislennogo modelirovaniya v etoi oblasti. Po ocenke avtorov, optimal'nye nablyudatel'nye chastoty eksperimenta lezhat v diapazone 140-160 MGc.

Nebol'shie kommentarii po nereshennym problemam, kotorye budut atakovany v blizhaishie gody. Spisok vklyuchaet v sebya sleduyushee. Poisk tenzornyh mod (naprimer, po nablyudeniyam polyarizacii relikta). Otvet na vopros o tom, imeem li my delo s kosmologicheskoi postoyannoi, ili zhe velichina ee evolyucioniruet. Razvitie struktury.

Podcherknu, chto eto imenno kommentarii, a ne polnocennyi obzor. T.e., nesmotrya na otsutstvie formul chitat' vse eto legko tem, kto v teme.

V rabote predstavleny rezul'taty samosoglasovannogo modelirovaniya processa reionizacii i ego vliyaniya na sostoyanie mezhgalakticheskoi sredy. Rezul'taty raschetov pokazali, chto bol'shaya chast' istochnikov, otvetstvennyh na reionizaciyu, slishkom slaba, chtoby ih mozhno bylo zafiksirovat' v sovremennyh nablyudatel'nyh obzorah.

Otlichnyi obzor po fizike mezhgalakticheskoi sredy, kotorogo davno zhdali. V detalyah opisano sovremennoe ponimanie struktury, svoistv i evolyucii mezhgalakticheskoi sredy. Rabota sostoit iz devyati chastei i ohvatyvaet takie vazhnye razdely kak rezul'taty nablyudenii i chislennyh eksperimentov, osnovy teorii reionizacii, processy vzaimodeistviya galaktik i mezhgalakticheskoi sredy, opisanie zaplanirovannyh nazemnyh i kosmicheskih eksperimentov. Po polnote i shirote ohvata materiala dannyi obzor mozhno sravnit' s knigoi Kaplana i Pikel'nera "Fizika mezhzvezdnoi sredy".

Yasnoe i prostoe ob'yasnenie togo, chto takoe reionizaciya ot odnogo iz vydayushihsya kosmologov sovremennosti. Napisannaya na populyarnom urovne, eta stat'ya ne trebuet ot chitatelya special'noi podgotovki, no v to zhe vremya predel'no dostupno raz'yasnyaet sut' fizicheskih processov, proishodivshih v rannei vselennoi. Naidennye obrazy i otlichno podobrannye sravneniya ne ostavyat nikogo ravnodushnym. Otdel'noe vnimanie udeleno nablyudatel'noi kosmologii i gotovyashimsya proektam JWST (James Webb Space Telescope) i GMT (Giant Magellan Telescope).

Ochen' horoii obzor po laboratornym metodam poiska chastic temnoi materii. Opisany vse osnovnye metodiki i eksperimenty. Komu interesno, stat'ya legko prevrashaetsya v populyarnuyu.

Sushestvuet takaya problema: kak bystro vyrastit' iz zarodyshevyh chernyh dyr sverhmassivnye ob'ekty v centrah galaktik? Delo v tom, chto prosto "napihat'" veshestvo vnutr' dyry za schet akkrecii nel'zya, t.k. pri akkrecii vydelyaetsya energiya, i etot potok izlucheniya ostanovit akkreciyu (tochnee otreguliruet ee v sootvetstvii s t.n. Eddingtonovskim predelom, opredelyaemym massoi chernoi dyry).

Avtory rassmatrivayut akkreciyu na chernuyu dyru iz plotnoi gazovoi obolochki. Eto pohozhe na situaciyu, v kotoroi nachinaetsya rost massy chernyh dyr v centrah molodyh galaktik. Za schet otvoda energii konvekciei, avtoram udaetsya obespechit' dostatochno vysokii rost massy. Tak mozhno dorastit' massu do neskol'kih tysyach solnechnyh za million let. Potom obolochka, v kotoroi idet konvekciya, rasseivaetsya. Eto vazhnyi etap v processe uvelicheniya massy chernyh dyr. Veroyatno, nablyudeniya na kosmicheskom teleskope sleduyushego pokoleniya mogut dat' otvet na vopros realizuetsya li takoi scenarii v deistvitel'nosti.

Maks Tegmark detal'no opisyvaet svoyu gipotezu "matematicheskoi vselennoi". Sut' ee v tom, chto za nashei fizicheskoi real'nost'yu stoit matematicheskaya struktura. T.e., ne my opisyvaem prirodu v matematicheskih terminah, a priroda i est' matematicheskaya struktura. Skoree, nashi organy chuvstv obmanyvayutsya, vosprinimaya fizicheskuyu, a ne matematicheskuyu real'nost'.

V kachestve korotkogo vvedeniya v mul'tiversy stoit prochest' arxiv:0711.4460.

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

Ya by skazal, chto eto metodicheskaya stat'ya. Prodelav nekotorye preobrazovaniya s bazovymi kosmologicheskimi uravneniyami, avtor obsuzhdaet gorizonty, voznikayushie vo vselennoi. Avtor vvodit termin "gorizont krivizny", kotoryi, po suti, sovpadaet s gorizontom sobytii. Raznica tol'ko v tom, chto eti gorizonty voznikayut v raznyh sistemah otscheta.

Sm. takzhe eshe odnu stat'yu etogo avtora, na etot raz ne metodicheskuyu. Po suti, pervaya stat'ya mozhet schitat'sya vvedeniem ko vtoroi.

Zaodno stoit prochest' klassicheskie stat'i Rindler, v kotoryh vvodyatsya gorizont sobytii i gorizont chastic: http://adsabs.harvard.edu/abs/1956MNRAS.116..662R, http://adsabs.harvard.edu/abs/1956MNRAS.116..335R. Nemnogo populyarno pro gorizonty mozho pochitat' tut mid://1194830, ili tut http://www.vokrugsveta.ru/publishing/vs/archives/?item_id=2557.

V rabote kratko predstavleny rezul'taty kosmologicheskogo modelirovaniya formirovaniya sharovyh skoplenii v molekulyarnyh oblakah galaktik na bol'shih krasnyh smesheniyah. V to vremya kak iz nablyudenii chetko sleduet, chto vse zvezdy i sharovye skopleniya formiruyutsya v molekulyarnyh oblakah, nachal'nye usloviya fragmentacii oblakov ostayutsya naimenee opredelennym parametrom. Vozrast bol'shinstva sharovyh skoplenii sravnim s kosmologicheskim vremenem, potomu estestvenno predpolozhit' v kachestve nachal'nyh te usloviya, kotorye byli harakternye dlya rannei vselennoi. Po mneniyu avtorov, parametry modeliruemyh skoplenii nahodyatsya v horoshem soglasii s nablyudeniyami blizkih molodyh skoplenii.

Mini-obzor summiruet rezul'taty rentgenovskih nablyudenii mezhgalakticheskoi sredy. Na krasnyh smesheniyah z > 2 teoreticheskie ocenki chisla barionov soglasuyutsya s nablyudeniyami, soglasno kotorym bol'shaya chast' barionov soderzhitsya v DLA sistemah (Damped Ly-alpha systems). Dlya krasnyh smeshenii z < 2 polovina barionov "poteryana". Zvezdy, galaktiki i skopleniya galaktik ne mogut v summe dat' nuzhnogo kolichestva barionov. Aktivnye fazy galakticheskoi evolyucii, soprovozhdaemye vzryvami sverhnovyh i galakticheskim vetrom, prilivnye vzaimodeistviya galaktik predpolagayut obogashenie mezhgalakticheskoi sredy barionami. Soglasno sovremennym kosmologicheskim ocenkam, sushestvennoe kolichestvo barionov mozhet soderzhat'sya v teplo-goryachei mezhgalakticheskoi srede (the Warm-Hot Intergalactic Medium ili WHIM). WHIM predstavlyaet soboi goryachii i kraine razrezhennyi gaz s temperaturoi T= 10⁵-10⁷ K i koncentraciei n= 10^-4 - 10^-6 chastic v kubicheskom santimetre. Mnogochislennye popytki obnaruzhit' WHIM s pomosh'yu sputnikov XMM-Newton i Chandra byli uspeshny tol'ko dlya blizkoi mezhgalakticheskoi sredy. Predel chuvstvitel'nosti sovremennyh rentgenovskih spektrometrov ne pozvolyaet uverenno nablyudat' WHIM na kosmologicheskih rasstoyaniyah. Sleduyushee pokolenie rentgenovskih sputnikov (XEUS), vozmozhno pozvolit poluchit' gorazdo bol'she informacii o svoistvah WHIM i soderzhaniyu v nei barionov. Obo vsem etom govoritsya v obzore.

Podrobnyi obzor po trem kandidatam v temnuyu materiyu. Obzor napisan na astrofizicheskom, a ne teorfizicheskom urovne slozhnosti. Tak chto vo vsem mozhno razobrat'sya.

Sovremennye nablyudeniya pokazali, chto dazhe na dalekih krasnyh smesheniyah z > 5 himicheskii sostav mezhgalakticheskoi sredy (MGS) otlichen ot pervichnogo. Voznikaet vopros, kak imenno prohodilo obogashenie MGS v rannei Vselennoi? Eta problema yavlyaetsya odnoi iz naibolee diskutiruemyh v sovremennoi kosmologii. Dannaya stat'ya posvyashena chislennomu modelirovaniyu evolyucii karlikovyh galaktik, pogruzhennyh v galo temnoi materii. Rassmotrena ih evolyuciya c uchetom radiacionnogo vliyaniya pervyh zvezd (zvezd naseleniya III). Soglasno raschetam avtorov stat'i, v rezul'tate dinamicheskogo vliyaniya zvezd naseleniya III karlikovye galaktiki teryayut do 40% vseh tyazhelyh elementov i obogashayut mezhgalakticheskuyu sredu na samyh rannih etapah evolyucii Vselennoi.

Arhivazhnaya stat'ya! Eto vosproizvedenie klassicheskoi raboty, posvyashennoi antropnomu principu (do etogo ona byla malodostupna v elektronnom vide). Krome togo Karter sdelal nebol'shoe posleslovie. Sovetuyu vsem prochest'!

EXIST - eto sputnik dlya issledovaniya neba v zhestkom diapazone spektra. Ozhidaemyi zapusk - primerno v 2015 godu. V stat'e rassmotrena chuvstvitel'nost' pribora k gamma-vspleskam. Razumeetsya, chuvstvitel'nost' budushego apparata sushestvenno prevzoidet parametry sushestvuyushih priborov.

Predstavlen katalog iz 70 skoplenii galaktik, kotorye detal'no nablyudalis' na XMM-Newton. Sravnenie s rezul'tatami s Chandra pokazyvaet, chto ocenki temperatur gaza v skopleniyah po dannyh dvuh sputnikov sistematicheski razlichayutsya.

Kak izvestno, sverhnovye tipa Ia ispol'zuyutsya v kosmologii kak standartnye svechi. Imenno po etim ob'ektam pochti 10 let nazad bylo obnaruzheno uskorennoe rasshirenie vselennoi. Tem ne menee, vsegda zvuchit somnenie: a chto esli svehnovye "tam" ne takie kak "tut". T.e., net li kakoi-to sushestvennoi evolyucii sverhnovyh za poslednie neskol'ko milliardov let. Mozhet byt' te, chto nahodyatsya na bol'shih krasnyh smesheniyah ne bliznecy-brat'ya "nashim" sverhnovym?

Avtory sravnivayut spektry dalekih i blizkih sverhnovyh. Spektrov mnogo, ispol'zovany tol'ko vysokokachestvennye dannye po horosho izuchennym sverhnovym. Osnovnoi vyvod takov: nikakoi sushestvennoi evolyucii ne obnaruzheno.

Ponyatno i podrobno opisany effekty, imeyushie mesto vo vremya rekombinacii. Takzhe obsuzhdayutsya perspektivy nablyudeniya posledstvii etih effektov. Uchityvaya vazhnost' pravil'nogo ponimaniya togo, kak prohodila rekombinaciya, vse eto ochen' interesno.

Dostatochno podrobnye, no dostupnye lekcii po kosmologii. Dostoinstvom yavlyaetsya to, to Ed pro vse-vse, chto hot' kak-to mozhet byt' svyazano s issledovaniyami na LHC, postaralsya upomyanut'.

Bol'shoi horoshii obzor. Vsem rekomenduyu hotya by posmotret'. Znat', kak vse eto opredelyaetsya - ochen' vazhno.

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

Otlichnyi obzor Benedetty Ch'yardi o mehanicheskom, himicheskom i radiacionnom vliyanii pervyh zvezd i galaktik na formirovanie krupnomasshtabnoi struktury. Stat'ya mozhet byt' populyarnym vvedeniem v bolee ser'eznyi obzor teh zhe avtorov (Ciardi & Ferrara, 2005, Space Science Reviews, 116, 625).

V poslednie gody aktivno obsuzhdaetsya potencial'naya vozmozhnost' opredeleniya vremennyh variacii postoyannoi tonkoi struktury iz analiza absorbcionnyh linii v spektrah kvazarov vysokogo razresheniya. Odnako sovremennyi uroven' tochnosti, dostizhimyi teleskopami Keck/HIRES i VLT/UVES, poka ne pozvolyaet odnoznachno razreshit' etot vopros. V dannoi zametke zakryvaetsya sensacionnoe soobshenie, opublikovannoe ranee v astro-ph/0402177, o dostignutoi tochnosti $\Delta\alpha/\alpha=(-0.06\pm0.06)\times10^{-5}$. Na osnove bolee korrektnoi statisticheskoi obrabotki teh zhe nablyudatel'nyh dannyh avtorami zametki dokazano, chto uroven' tochnosti na segodnya ne mozhet byt' principial'no luchshe, chem $\Delta\alpha/\alpha=(-0.44\pm0.16)\times10^{-5}$. Podrobnyi analiz rezul'tatov opublikovan v astro-ph/0612407.

Litii - sovershenno unikal'nyi himicheskii element, sostoyashii iz dvuh izotopov 6Li i 7Li. Sintez litiya proishodit tremya spososobami: srazu posle Bol'shogo Vzryva v processe pervichnogo nukleosinteza (tol'ko 7Li), v processe zvezdnoi evolyucii na stadii AGB - asimptoticheskoi vetvi gigantov (tol'ko 7Li) i pri vzaimodeistvii kosmicheskih luchei s atomami mezhzvezdnoi sredy (v osnovnom 6Li). Poskol'ku 6Li sinteziruetsya gorazdo pozzhe 7Li, otnoshenie izotopov litiya 6Li/7Li v staryh malometallichnyh zvezdah galo sluzhit odnim iz vazhnyh nablyudatel'nyh testov teorii pervichnogo nukleosinteza. Avtory dannoi stat'i (polovina iz nih - vsemirno izvestnye uchenye) dvumya razlichnymi sposobami izuchili soderzhanie izotopov litiya v atmosfere malometallichnoi zvezdy HD 74000, prinadlezhashei galo nashei Galaktiki. Rezul'taty etogo analiza, osnovannogo na novom metode razdeleniya blendirovannyh linii izotopov 6Li i 7Li, pokazali, chto dlya vseh ranee opublikovannyh rabot mozhno s bol'shoi uverennost'yu govorit' o sistematicheskoi pereocenke soderzhaniya izotopa 6Li. Po ocenke avtorov, soderzhanie 6Li v atmosfere zvezdy HD 74000 (metallichnost' [Fe/H]=- 2.0 dex) ne prevyshaet odnogo-dvuh procentov ot soderzhaniya izotopa 7Li. Esli rezul'tat podobnogo analiza budet podtverzhden dlya statisticheski znachimogo chisla malometallichnyh zvezd, ischeznet neobhodimost' poiska variantov sinteza 6Li na rannih etapah evolyucii Vselennoi i nablyudatel'noe ogranichenie teorii pervichnogo nukleosinteza budet nadezhno podtverzhdeno.

Reionizaciya - sravnitel'no nedolgii etap evolyucii Vselennoi ot momenta obrazovaniya pervyh zvezd na z= 30-40, kogda mezhgalakticheskaya sreda byla polnost'yu neitral'noi i holodnoi, do momenta, sootvetsvuyushego krasnym smesheniyam z=6-7, kogda MGS stala ionizovannoi i goryachei. Progress v ponimanii prirody i svoistv etogo nedostupnogo pryamomu izucheniyu perioda dostignut v poslednie gody blagodarya sovremennym kosmologicheskim nablyudatel'nym proektam i modelirovaniyu perenosa izlucheniya v usloviyah rannei Vselennoi. V zametke Iliana Il'eva dano dostupnoe ne kosmologam izlozhenie osnovnyh faktov o reionizacii. Eta nebol'shaya stat'ya (i glavnoe ssylki v nei) mozhet byt' poleznoi dlya pervogo oznakomleniya s temoi, kotoraya stanovitsya vse bolee i bolee populyarnoi.

"Vtorye zvezdy" - eto svetila, voznikshie srazu posle pervyh. Pervye sostoyali tol'ko iz pervichnogo veshestva, poetomu v osnovnom byli ochen' massivnymi i zhili nedolgo. Seichas takih net (esli, konechno, gde-to ne ostalos' dostatochnoe kolichestvo ploho peremeshannogo gaza). "Vtorye zvezdy" obrazovyvalis' iz uzhe slegka obogashennogo tyazhelymi elementami veshestva. Poetomu oni mogli byt' malomassivnymi, a znachit mogli dozhit' do nashih dnei. T.o., oni yavlyayutsya unikal'nymi "svidetelyami epohi". O tom, chto oni rasskazyvayut nam - v stat'e.

V paru k predydushemu obzoru mozhno porekomendovat' stat'yu po pervichnomu soderzhaniyu legkih elementov vo vselennoi (sm. takzhe vyshe stat'yu 0708.3819).

Obzornye lekcii po kosmologicheskoi postoyannoi. Obozrevayutsya raznye aspekty, vklyuchaya vozmozhnye puti resheniya problemy v ramkah teorii strun.

Dan obzor razlichnyh scenariev obrazovaniya sverhmassivnyh chernyh dyr. Razumeetsya, avtory obsuzhdayut nedostatki razlichnyh scenariev i vozmozhnye puti resheniya imeyushihsya problem.

Avtory privodyat dostatochno ubeditel'noe rassuzhdenie v pol'zu togo, chto ne stoit vosprinimat' fakt nashego sushestvovaniya kak nechto bezuslovno ob'yasnyayushee velichinu kosmologicheskoi postoyannoi. Naprimer, pri podobnom ob'yasnenii molchalivo predpolagaetsya, chto my yavlyaemsya tipichnymi nablyudatelyami, chto ne ochevidno.

Avtory obsuzhdayut, kak nalichie dostatochno massivnyh (ne isparayushihsya) pervichnyh chernyh dyr mozhet vliyat' na svoistva reliktovogo izlucheniya, reionizaciyu i tp. Udaetsya dat' sushestvenno (na poryadki) bolee strogii predel na chernye dyry s massoi bolee 0.1 solnechnoi. Uchet pervichnyh chernyh dyr dostatochno bol'shoi massy mozhet byt' vazhen pri opredelenii kosmologicheskih parametrov (ved' pri takoi procedure vsegda zakladyvaetsya nekotoraya model').

Avtor rassmatrivaet bystroe formirovanie chernyh dyr v yadrah galaktik za schet pryamogo kollapsa gaza (t.e. bez obrazovaniya zvezd). Za schet akkrecii takie dyry bystro narashivayut svoyu massu do neskol'kih tysyach solnechnyh. Eto mozhet pomoch' reshit' problemu bystrogo rosta massy sverhmassivnyh chernyh dyr.

Daetsya obzor togo, chto mogut skazat' o kosmologicheskih parametrah dannye o prostranstvennom raspredelenii galatik. Rassmatrivaetsya trehmernoe raspredelenie galaktik, a takzhe integrirovannyi effekt Saksa-Vol'fa.

Predstavlen katalog krasnyh smeshenii i ego opisanie dlya primerno 77 millionov galaktik v Sloanovskom obzore. Konechno, fotometricheskoe opredelenie krasnyh smeshenii ne slishkom tochnoe, no sravnenie, provedennoe avtorami, pokazyvaet, chto v srednem oshibka priemlema.

Bol'shoi obzor po kosmomikrofizike i rodstvennym temam. Posle vvodnoi chasti avtor rassmatrivaet, kak astrofizicheskie nablyudeniya mogut dat' ogranicheniya na fizicheskie teorii, i naoborot, kak novye dannye LHC smogut ogranichit' modeli, ispol'zuemye v astrofizike.

V poslednie gody izuchenie skoplenii galaktik v rentgenovskom diapazone stalo odnoi iz goryachih oblastei astrofiziki. Novye sputniki pozvolyayut poluchat' ochen' interesnye dannye (napomnyu, chto samoe sil'no svidetel'stvo sushestvovaniya temnoi materii polucheno s ispol'zovaniem rentgenovskih dannyh po skopleniyam). Krome togo, planiruyutsya novye instrumenty (naprimer, eROSITA na rossiiskom Spektre-RG). Obzor rasskazyvaet o tom, chto sdelano, i pochemu eto interesno.

Voobshe, skopleniya galaktik seichas prityagivayut vnimanie issledovatelei. Sm7, naprimer, stat'i arxiv:0708.0585, posvyashennuyu korrelyacii opticheskih dannyh po skopleniyam galaktik v SDSSS s radiokatalogom, i arxiv:0708.0579, gde izuchaetsya vzaimodeistvie dzhetov so sredoi v skopleniyah galaktik.

V astrofizicheskuyu chast' Arhiva otzerkalili maiskuyu stat'yu, posvyashennuyu lyubopytnoi teme. Rech' idet ob interesnoi koncepcii "nechastic". V dannoi zhe stat'e avtor rassmatrivaet, kakie ogranicheniya na etu model' mogut dat' astrofizicheskie dannye, i chto tut mozhno voobshe ozhidat'.

Dovol'no interesno, kak lyudi pytayutsya optimizirovat' vizualizaciyu rezul'tatov raschetov formirovaniya pervyh zvezd i tp.

Lekciya posvyashena perspektivam obnaruzheniya effektov vozdeistviya reliktovyh (kosmologicheskih) gravitacionnyh voln na fonovoe mikrovolnovoe (t.e. reliktovoe) izluchenie). Po mneniyu avtora uzhe sleduyushee pokolenie eksperimentov (Planck i dr.) smozhet dat' polozhitel'nyi rezul'tat.

Stat'ya budet interesna vsem, kto interesuet sozdaniem novyh teorii gravitacii (osobenno, "na kolenke").

Avtory obsuzhdayut nabor principov, kotoryi nachali obsuzhdat' uzhe desyatki let nazad, kotorye neobhodimy pri popytkah sozdat' novuyu teoriyu gravitacii. Slozhnosti nachinayutsya uzhe s sozdaniem edakogo "rukovodstva po sozdaniyu novyh teorii (dlya chainikov)".

Srazu uzh i ssylka na svezhuyu stat'yu, posvyashennuyu odnomu iz aspektov rasshirennyh teorii gravitacii: arxiv:0707.2819.

Avtory izuchayut budushuyu evolyuciyu reliktovogo fona. Zadacha, na moi vzglyad, chisto akademicheskaya (kakaya nam raznica, kakie karty smogut stroit' v dalekom budushem), no zato opisyvaetsya mnogo interesnoi fiziki.

Daetsya obzor proshlyh, nastoyashih i budushih eksperimentov po nablyudeniyu reliktovogo izlucheniya v Antarktide.

Otkuda vzyalis' magnitnye polya - ne yasno. Problema v tom, "chto bylo v samom nachale". Esli est' hot' slabye polya, to pridumano uzhe dostatochno mnogo mehanizmov dlya ih usileniya (o nih tozhe idet rech' v obzore). No otkuda vzyat' zachatochnye (seed) polya? Interesno? Chitaite!

Avtory detal'no rassmatrivayut, kak dannye s novyh uskoritelei smogut byt' ispol'zovany dlya proverki teorii temnoi energii i temnogo veshestva. Vyvody na udivlenie optimisticheskie (po-krainei mere dlya energii poryadka 1 GeV).

"Seichas vremya byt' kosmologom," - s takoi frazy nachinaetsya dannyi neplohoi obzor po kosmologii. Mark yavlyaetsya specialistom po reliktovomu izlucheniyu, poetomu ne udivitel'no, chto znachitel'naya chast' obzora tak ili inache svyazana s etoi temoi. Podrobno ob'yasnyaetsya mnogo momentov, osobenno svyazannyh s polyarizaciei relikta. Takzhe podrobno razbiraetsya vopros o temnom veshestve, rassmatrivayutsya osnovnye gipotezy. Zatem, sleduya zagolovku (v kotorom, zamechu, relikta-to ne bylo:) ), avtor perehodit k temnoi energii. Zdes' bol'she privodyatsya dannye nablyudenii, chem razbiraetsya teoriya.

Obzor okazyvaetsya ne ochen' sbalansirovannym, no, povtoryus', pro reliktovyi fon tam rasskazano ochen' horosho. Krome togo, ostal'nye chasti napisany ochen' yasno, nu i informaciya tam svezhaya.

P.S. Zabyl skazat', chto privoditsya horoshii "slovarik", v kotorom kratko raz'yasneny nekotorye terminy i opisany eksperimenty.
P.P.S. Da! I ssylok pochti 200 shtuk!

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

Abel' 520 - eto bogatoe skoplenie galaktik na z=0.201. Po dannym o slabom linzirovanii udalos' postroit' raspredelenie massy. Udivitel'naya osobennost' skopleniya takova: u nego est' massivnoe temnoe yadro. Drugie svoistva ne vyzyvayut udivleniya (t.e. nikakoi superekzotiki, na pervyi vzglyad, net). Yadro sovpadaet s maksimumom rentgenovskogo izlucheniya (za nego otvechaet goryachii gaz), a vot galaktik tam - malo.

Nebol'shoi obzor, posvyashennyi istorii formirovaniya i evolyucii massivnyh galaktik. Soglasno sovremennym vozzreniyam, takie ob'ekty formiruyutsya uzhe na z>2. Posle z poryadka 1 sliyaniya s drugimi krupnymi ob'etami uzhe prakticheski ne proishodyat. Opisyvayutsya osnovnye nablyudatel'nye fakty, podtverzhdayushie etu standartnuyu kartinu.

Poslednie gody idet massirovannaya proverka MOND (modificirovannoi n'yutonovskoi dinamiki) i drugih podobnyh teorii na raznyh astrofizicheskih sistemah. Vse proverki v pol'zu standartnyh teorii. Ne isklyuchenie i novaya rabota. V dannom sluchae po dannym SDSS izuchaetsya dvizhenie sputnikov galaktik. Vse horosho ukladyvaetsya v standartnuyu teoriyu, a MOND polnost'yu "provalilas'".

Sm. takzhe arxiv:0706.3703.

Davno uzhe bylo zamecheno, chto v srednem radioizluchenie ot diskovyh galaktik namnogo slabee, chem ot ellipticheskih (rech' idet o krupnyh ellipticheskih galaktikah). Bylo vyskazano predpolozhenie, chto eto mozhet byt' svyazano s tem, chto v ellipticheskih galaktikah central'nye sverhmassivnye chernye dyry bystree vrashayutsya. V dannoi stat'e avtory proveryayut etu ideyu.

V samom dele, raschety pokazyvayut, chto iz-za togo, chto rost mass chernyh dyr v ellipticheskih galaktikah proishodit vo vremya moshnyh epizodov akkrecii, svyazannyh so sliyaniyami s krupnymi galaktikami, a v diskovyh massa dyr rastet iz-za skromnyh epizodov, vrashenie chernyh dyr bystree v ellipticheskih.

Rech' konechno zhe idet ne o kakoi-to pryamoi registracii, a o tom, chto udaetsya uvidet' effekt temnoi energii v dinamike galaktik. T.e., uzhe "u nashego poroga", vsego lish' v 1-2 Mpk ot nas, mozhno uvidet', chto dinamika rasshireniya vselennoi opredelyaetsya temnoi energiei.

Eto ne pervaya stat'ya dannoi gruppy po issledovaniyu dinamiki galaktik v Mestnom ob'eme. Krome etogo, avtory issledovali drugie gruppy galaktik. Odnako v etoi rabote predstavlen naibolee polnyi nabor dannyh po issledovaniyam Mestnogo ob'ema po dannym Kosmicheskogo teleskopa.

Sm. takzhe arxiv:0706.4171, gde rech' idet ob analogichnyh izmereniyah, no ne dlya Mestnoi gruppy galaktik, a dlya gruppy M81/M82.

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

Avtory rassmatrivayut, kak dannye nablyudenii mogut dat' sushestvennye ogranicheniya na teorii modificirovannoi gravitacii. Ispol'zuetsya standartnyi nabor kosmologicheskih dannyh: dannye po sverhnovym, po reliktovomu izlucheniyu i po raspredeleniyu galaktik. V pervuyu ochered' rassmatrivayutsya t.n. f(r) teorii gravitacii, kotorye v poslednee vremya aktivno obsuzhdayutsya v literature.

Nekotoryi obzor teorii gravitacii mozhno naiti v svezhem e-printe arxiv:0706.1146.

Drugoi preprint, posvyashennyi ogranicheniyam na f(r) teorii gravitacii: arxiv:0706.2399.

Seichas v mire sushestvuet dostatochno mnogo grupp, zanimayushihsya chislennym modelirovaniem formirovaniya krupnomasshtabnoi struktury. Dlya vnyatnogo obsuzhdeniya rezul'tatov, poluchennyh etimi gruppami, neobhodimo sravnivat' sami komp'yuternye programmy. Dlya etogo nado provodit' nekotorye standartnye vychisleniya, i detal'no razbirat'sya net li protivorechii v raznyh kodah. Etim uzhe neskol'ko let zanimayutsya. V stat'e predstavleny ocherednye rezul'taty sravneniya. Vrode by vse horosho.

Kak izvestno, voprosy o proishozhdenii temnoi energii ostayutsya pokrytymi mrakom. Odin iz podhodov, ispol'zuemyh pri popytkah resheniya etoi problemy, svyazan s ponyatiem "mira na brane". V stat'e daetsya obzor popytok rassmotreniya prirody temnoi energii v ramkah "mirov na brane". Srazu skazhu, chto formul mnogo.

Bolee prostoi obzor po temnoi energii (no be stol' detal'nogo obsuzhdeniya bran) mozhno naiti v korotkom obzore arxiv:0706.2186.

Ochen' udobnaya vesh' - spisok pochti 700 rabot po kosmologii, razbityh na neskol'ko sekcii. Vnutri mnogie sekcii takzhe strukturirovany. Nekotorye sekcii ili podsekcii predvaryayutsya minivvedeniyami.

Horoshii ponyatnyi obzor po neitrinnoi astronomii (za vychetom solnechnyh neitrino). V osnovnom rassmotreny neitrino ot sverhnovyh, a takzhe neitrinov vysokih energii.

V literature chasto obsuzhdaetsya vopros o tom, kak mozhno ispol'zovat' kosmicheskie gamma-vspleski v kachestve instrumenta dlya kosmologicheskih issledovanii. Po suti, v obzore sobrany vse osnovnye idei v etom klyuche. V osnovnom rech' idet o svyazi zvezd populyacii III s gamma-vspleskami, ob izuchenii tempa zvezdoobrazovaniya i mezhgalakticheskoi sredy na bol'shih krasnyh smesheniyah.

V lekcii sobrano bolee-menee vse, chto nuzhno znat' dlya pervogo (no ser'eznogo) znakomstva s formirovaniem krupnomasshtabnoi struktury, formirovaniem i evolyuciei galaktik i pervymi zvezdami.

V obzore mnogo poleznyh formul i zavisimostei. V obshem, vse ochen' ser'ezno, dostatochno polno i po delu.

Horoshim dopolneniem posluzhit sleduyushii punkt nashei programmy.

Eti lekcii posvyasheny pervym galaktikam i zvezdam. Zdes' formul uzhe prakticheski net, zato est' mnogo nablyutel'nyh dannyh i rezul'tatov sravneniya model'nyh raschetov s nablyudeniyami. Tak chto material v samom dele prekrasno dopolnyaet predydushii.

Predstavleny svezheotkrytye dalekie kvazary. Sredi nih - samyi dalekii na segodnyashnii den': CFHQS J2329-0301. On nahoditsya na krasnom smeshenii z=6.43 (napomnyu, chto perevod krasnyh smeshenii v rasstoyaniya ili vremya ot bol'shogo vzryva yavlyaetsya model'no zavisimoi proceduroi).

Sm. takzhe novost' na Granyah.

Odin iz populyarnyh metodov opredeleniya postoyannoi Habbla osnovan na ispol'zvanii effekta Syunyaeva-Zel'dovicha. Effekt sostoit vo vzaimodeistvii goryachih elektronov v skopleniyah galaktik s mikrovolnovym fonom. V rezul'tate vzaimodeistviya ot elektronov fotonam peredaetsya energiya. Pole relikovyh fotonov imeet izvestnye harakteristiki. Esli my polagaem, chto stroenie skopleniya nam takzhe izvestno, to po nablyudenii effekta my mozhem opredelit' razmer skopleniya, a sledovatel'no i rasstoyanie do nego.

Neodnokratnye popytki opredeleniya postoyannoi Habbla s pomosh'yu etogo metoda privodili k rezul'tatu, sistematicheski men'shemu, chem po drugim indikatoram. V stat'e avtory analiziruyut prichiny etogo rashozhdeniya. Avtory ispol'zuyut usovershenstvovannuyu model', v kotoroi uchteny razlichnye detali svyazannye s formoi skoplenii, s raspredeleniem veshestva v nih i tp. V itoge sistematicheskoe rashozhdenie udaetsya snyat'.

Sm. takzhe svezhuyu rabotu Maksima Markevicha, v kotoroi on issleduet vliyanie obiliya geliya v skopleniyah galaktik na opredelenie rasstoyanii do skoplenii po effektu Syunyaeva-Zel'dovicha i rentgenovskim dannym.

Opisanie nablyudenii effekta Syunyaeva-Zel'dovicha s pomosh'yu novogo priemnika na 32-metrovom teleskope v pol'skom Torune mozhno naiti v stat'e 0705.3336.

Privedena svodka poslednih dannyh po verhnim predelam na variacii fundamental'nyh postoyannyh. Razumeetsya, v predelah pogreshnosti nablyudenii vse postoyanno.

Avtor predstavlyaet spisok iz pochti 100 ssylok (s kommentariyami) po voprosam temnoi energii i uskoreniya rasshireniya vselennoi.

V korotkoi perspektive eto dovol'no poleznyi material.

Podrobno, no ochen' ponyatno (bez massy formul i tp.) opisana komp'yuternaya programma i ee primeneniya dlya kosmologicheskih vychislenii. Rekomenduyu vsem, kto interesuetsya tem, kak provodyatsya moshnye vychisleniya v sovremennoi astrofizike.

Avtory ispol'zuyut peresmotrennye parallaksy cefeid, poluchennye s pomosh'yu sputnika Gipparkos. Ispol'zuya novye rezul'taty, oni peresmatrivayut rasstoyaniya do galaktik, ispol'zovavshihsya pri ocenke postoyannoi Habbla. V srednem ocenka postoyannoi vozrastaet primenrno na 10 procentov.

Dovol'no interesnyi obzor, ibo zatragivaet prakticheski vse izvestnye astronomicheskie ob'ekty. Konkretno, avtory rassmatrivayut funkcii mass ob'ektov ot melkih asteroidov do skoplenii galaktik. V ochen' shirokom predele grubo mozhno opisat' "vselenskuyu" funkciyu mass odnim stepennym pokazatelem okolo -2 (sm. ris. 10 na str. 12). Konechno, otkloneniya est', i zachastuyu oni ochen' veliki. No, povtoryus', na moi vzglyad interesen ne kakoi-to konechnyi vyvod o global'noi funkcii mass, a imenno obzor.

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

Oblast', kotoroi posvyashen obzor, na moi vzglyad dostatochno slozhna. S drugoi storony, avtoru udalos' napisat' tekst, dostupnyi bolee-menee lyubomu studentu-fiziku. Esli formuly na urovne ser'eznyh obshih kursov fiziki i matematiki vas ne smushayut, to est' shans razobrat'sya v dovol'no interesnoi teme.

Otmechu takzhe eshe odin obzor, posvyashennyi leptogenezisu.

Po novostyam prokatilos' soobshenie ob obnaruzhenii kol'ca iz temnoi materii. A vot i original'naya stat'ya.

Otmechu, chto neskol'ko dnei nazad poyavilos' drugoe pohozhee soobshenie arxiv:0705.1720. Tam rech' shla o razdelenii vidimogo i temnogo veshestva v gravitacionnoi linze. Linza predstavlyaet soboi kol'co einshteina.

Rassmatrivaetsya sovmestnaya evolyuciya galaktik i sverhmassivnyh chernyh dyr v ramkah standartnoi ierarhicheskoi modeli. Unikal'nost' chislennoi modeli sostoit v tom, chto vse-vse-vse po vozmozhnosti rassmotreno sovmestno.Vrode by, vse osnovnye zakonomernosti i nablyudatel'nye fakty nahodyat svoe mesto v dannoi modeli.

Sm. takzhe arxiv:0705.2238

Bol'shoi i podrobnyi obzor po sovremennym inflyacionnym modelyam.

Napisano vpolne dostupno. Massa ssylok (200). Illyustracii udachno vse dopolnyayut.

Avtory rassmatrivayut vopros o tom, trebuyut li sovremennye nablyudatel'nye kosmologicheskie dannye vvedeniya modificirovannoi gravitacii, ili zhe dostatochno standartnyh predpolozhenii. Issleduyutsya tri parametra: plotnost' temnoi energii, ee uravnenie sostoyaniya (parametr w, ravnyi dlya kosmologicheskoi postoyannoi -1), i evolyuciya temnoi energii - proizvodnaya dw/da. Podhod sostoit v sleduyushem. Raznye dannye, ispol'zuemye v rabote, "chuvstvitel'ny" ili k geometricheskim rasstoyaniyam, ili k rostu struktury. Znachit, effektivno mozhno opredelyat' vse issleduemye parametry ili po geometrii ili po rostu struktury. V standartnom sluchae parametry v oboih podhodah budut odinakovymi, a vot vo mnogih teoriyah s modificirovannoi gravitaciei ravenstva ne budet. Esli v rezul'tate analiza okazhetsya, chto "geometricheskie" i "rostovye" parametry razlichny, to eto budet ser'ezneishim argumentom v pol'zu novoi fiziki. Esli zhe net - to mozhno nalozhit' sushestvennye ogranicheniya na parametry a'ternativnyh teorii.

Rezul'taty raboty govoryat o tom, chto novovvedenii ne trebuetsya. Odnako vazhno ponimat', chto eto ne zakryvaet al'ternativnye teorii v principe. Vo-pervyh, mozhno podgonyat' ih parametry tak, chtoby oni prohodili etot test. A vo-vtoryh, avtory delali nekotorye razumnye uproshayushie predpolozheniya. Veroyatno, chto budut poyavlyat'sya pohozhie raboty, issleduyushie situaciyu bolee detal'no.

Drugoe testirovanie "standartov" provoditsya v stat'e arxiv:0705.0440. V nei avtory ocenivayut chislo sortov neitrino po kompleksu kosmologicheskih dannyh. Tut tozhe vse spokoino. Standartnoe znachenie, ravnoe 3, poka yavlyaetsya nailuchshim.

Lyumine s kollegami proveryayut svoyu model' netrivial'noi topologii vselennoi, ispol'zuya dannye treh let raboty WMAP. Razumeetsya, vse shoditsya.

Sm. takzhe 0705.0332, gde avtory takzhe obsuzhdayut raznye varianty netrivial'noi geometrii.

Snova "ishut, no tak i ne mogut naiti".
Poiski aksiona horosho motivirovany s teoreticheskoi tochki zreniya. Aksiony pochti navernyaka sushestvuyut (naprimer, oni "dostovernee" neitralino). S drugoi storony, ne yasno, okazhutsya li oni vazhnymi dlya kosmologii. Teoretiki dayut raznye vozmozhnosti.

Obzor v osnovnom posvyashen imenno eksperimental'nym poiskam, poetomu, dumayu, mnogim budet interesno.

Rassmotren matematicheskii aspekt klassifikacii vozmozhnyh vselennyh. Nablyudatel'nye testy obsuzhdayutsya v osnovnom v kontekste rezul'tatov WMAP po reliktovomu fonu. Razumeetsya, avtor govorit o zashishaemoi im modeli.

Avtor nazyvaet svoi obzor "pedagogicheskim vvedeniem v teoriyu inflyacionnyh kosmologicheskih kvantovo-mehanicheskih vozmushenii". Eto "obzor ne dlya vseh": v nem okolo 200 neprostyh formul. Tak chto pedagogicheskii harakter sostoit v tom, chto vvedenie deistvitel'no podrobnoe, no vse eto dlya teh, kto real'no zanimaetsya sootvestvuyushei naukoi, provodya real'nye raschety.

"Ishut, no tak i ne mogut naiti" (s)
V stat'e opisany prodolzhayushiesya poiski redkih sobytii v podzemnom eksperimente DAMA v Italii. Nablyudeniya prodolzhayutsya, no nadezhdy, esli chestno, ne ochen' mnogo. Hotya, predely vse vremya uluchshayutsya, i dlya ogranichenii na fantaziyu teoretikov eto vse ochen' vazhno.

Eshe odin obzor ot Zhana-P'era Lyumine. Na etot raz on posvyashen istorii razvitiya kosmologicheskih teorii.

Nachinaetsya vse s 1917 goda i proslezhivaetsya do samogo poslednego vremeni. Osoboe vnimanie avtor udelyaet ideyam Lemetra, kotorye, na vzglyad Lyumine, vo mnogom nedooceneny.

V sovremennyh kosmologicheskih teoriyah uchenye ne prosto ispol'zuyut "kosmologicheskuyu postoyannuyu", no igrayut s parametrami temnoi energii, chto privodit k razlichnym netrivial'nym variantam dinamiki rasshireniya. Obzoru vseh etih igr i ogranicheniyam, nalagaemym nablyudeniyami na eti ekzersisy, i posvyashen obzor.

Ser'eznyi (ne dlya postoronnih) obzor osnovnyh kosmologicheskih modelei dlya mira na brane.

Strannyi tekst, no zasluzhivaet prochteniya, otchasti imenno iz-za neozhidannogo vzglyada na veshi.

Osnovnaya mysl' avtora sostoit v tom, chto soyuz astronomii i fiziki vysokih energii v dele izucheniya temnoi energii mozhet byt' razrushitelen dlya astronomii (ob etom nizhe). Krome togo, avtor predosteregaet ot vlozheniya ochen' bol'shih sredstv v izuchenie temnoi energii (rech' idet, vidimo, v pervuyu ochered' o planiruemyh sputnikah).

Avtor detal'no rassmatrivaet razlichiya v podhodah k issledovaniyu, prinyatyh v astrofizike i v fizike vysokih energii. Sliyanie astrofiziki i fiziki vysokih energii, po mneniyu avtora, mozhet privesti k tomu, chto effektivnye astrofizicheskie principy organizacii issledovanii (rech' v pervuyu ochered' idet o krupnyh poektah, v osnovnom kosmicheskih) mozhet byt' neobratimo izmenen. V itoge, astrofizika izmenitsya nastol'ko, chto mozhet perestat' byt' stol' prityagatel'noi i effektivnoi, kakoi ona yavlyaetsya seichas.

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

Ocherednaya stat'ya gruppy Karachenceva, Chernina i dr. Ideya sostoit vot v chem. Blagodarya nalichiyu bol'shogo vklada temnoi energii uzhe na strukturah masshtaba Mestnoi gruppy galaktik mozhno obnaruzhivat' effekty rasshireniya Vselennoi. Razmer Mestnoi gruppy chut' bol'she 1 Mpk, a kriticheskii radius, vyshe kotorogo temnaya energiya nachinaet dominirovat', sostavlyaet (dlya massy nashei gruppy) neskol'ko sot kiloparsek. T.o., dlya dalekih chlenov Mestnoi gruppy mozhno zametit' rasshirenie. Avtory krasivo nazyvali eto "habblovskii potok u nashego poroga". Teper' avtory pokazali nalichie effekta na primere drugoi gruppy galaktik, analogichnoi Mestnoi.

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

Sobstvenno, eto ne original'naya stat'ya, a "esse na temu". Osnovnaya mysl' ego prosta i ponyatna. My zhivem k zamechatel'nuyu (pravda, dlinnuyu) epohu, kogda mozhno izuchat' kosmologiyu. V dalekom budushem, esli vselennaya budet takzhe uskorenno rasshiryat'sya, my budem videt' lish' nash "obitaemyi ostrov", a dal'nyaya vselennaya budet nedostupna dazhe dlya nablyudenii.

Poskol'ku esse napisano ochen' yasno, to ya i obrashayu na nego vashe vnimanie.

Avtory obsuzhdayut, kak budushie nablyudeniya reliktovogo izlucheniya (v pervuyu ochered', registraciya sledov tenzornyh vozmushenii) mogut byt' ispol'zovany dlya proverki (t.e. dlya postanovki ogranichenii) strunnyh teorii.

Srazu skazhu, Pol Frempton - dostatochno izvestnyi i kompetentnyi uchenyi. Poetomu dannoe esse (po suti, predstavlyaemyi tekst yavlyaetsya nebol'shoi nauchno-populyarnoi knigoi) vpolne zasluzhivaet prochteniya. Avtor zadaetsya "vechnym" voprosom o prirode vremeni.

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

V lekcii privoditsya podrobnyi vyvod uravnenii, pozvolyayushih rasschityvat' evolyuciyu anizotropii reliktovogo izlucheniya. Soderzhanie ochen' tehnicheskoe. Tem ne menee, dlya specialistov budet ochen' polezno i interesno.

S odnoi storony, nablyudeniya stalkivayushihsya skoplenii galaktik dali stol' sil'nye argumenty v pol'zu sushestvovaniya temnoi materii, chto sporit' s etim vse slozhnee i slozhnee. S drugoi storony, "za borodu" chasticy temnoi materii ne poimany, znachit, po merkam teorii elementarnyh chastic i analogichnyh ei, kotorye privykli bazirovat'sya na dannyh laboratornyh (uskoritel'nyh i tp.) eksperimentov, eshe nichego okonchatel'no ne dokazano. Pri etom, blagodarya rabote Bekenshteina, modificirovannaya n'yutonovskaya gravitaciya (MOND) perezhila vtoroe rozhdenie posle poyavleniya teorii TeVeS. Teoreticheskaya privlekatel'nost' poslednei ochen' velika, nesmotrya na to, chto, vo-pervyh, est' dannye nablyudenii, kotorye MOND bez uhishrenii opisat' ne mozhet, a vo-vtoryh, dlya TeVeS net, kak govoryat, mikrofizicheskoi motivacii. Vot razresheniyu poslednei problemy i posvyashena stat'ya.

Avtory pokazyvayut, chto teorii tipa TeVeS mogut voznikat' v nekotoryh variantah teorii strun. Takzhe avtory obsuzhdayut, kak neitrino mogut igrat' rol' v poyavlenii temnoi energii.

Takzhe otmechu, chto na pervoi stranicy privedeno ochen' udachnoe, kak mne pokazalos', opisanie TeVeS.

Skazhu srazu, na moi vzglyad, rezul'tat nuzhdaetsya v proverke i podtverzhdenii. Krome togo, eto imenno nablyudatel'nyi rezul'tat. Vopros o ego interpretacii - eto voobshe otdel'noe delo.

Itak, avtory obnaruzhili anizotropiyu v rasshirenii vselennoi. Konkretno, obnaruzheny variacii postoyannoi Habbla na urovne 9 km/s/Mpk na masshtabah 10-20 gradusov. Rezul'tat poluchen po galaktikam, nahodyashimsya dal'she nashego sverhskopleniya. (Vnutri nashego sverhskopleniya anizotropiya, konechno, tozhe est', no tut eto vse estestvenno i ozhidaemo).

V zaklyuchenii stat'i avtory podcherkivayut, chto voobshe govorya, takaya anizotropiya - eto takzhe ozhidaemyi rezul'tat. Esli ona i vpryam' sushestvuet na urovne poryadka 10 km/s/Mpk, to eto ob'yasnyaet, pochemu raznye proekty ne mogut "dogovorit'sya" o znachenii postoyannoi Habbla na tom zhe urovne tochnosti.

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

Obrazovanie v raznyh stranah ustroeno po-raznomu. U nas aspiranty poka kak pravilo "proslushivayut" nekii filosofskii kurs, podtyagivayut angliiskii (kotorym k aspiranture pora by vladet' horosho) - i vse. Seichas obsuzhdaetsya vopros o tom, ne nuzhno li aspirantam chitat' special'nye kursy. Koe-gde ih uzhe i chitayut. Chitayut ih i v drugih stranah, naprimer v Italii.

Odnako, chitat' - malo. Horosho by oformlyat' lecture notes i vykladyvat' ih v dostupnoe mesto. Imenno tak i postupil Massimo Dzhiovannini so svoim kursom po fizike reliktovogo izlucheniya.

Korotkaya zametka, soderzhashaya nekotoryi obshii podhod k kritike kosmologicheskih teorii s peremennoi skorost'yu sveta. Avtor ukazyvaet nekotorye klyuchevye voprosy, na kotorye chetko dolzhna otvechat' lyubaya teoriya s peremennoi skorost'yu sveta:
1. Kak v teorii vyglyadit procedura izmereniya rasstoyanii?
2. Kak v teorii opisyvaetsya sobstvennoe vremya (t.e., kak izmereniya vremeni i koordinat svyazany s metrikoi)?
3. Vsyakaya teoriya, v kotoroi izmenyaetsya predel'naya skorost', yavlyaetsya ne lorenc-invariantnoi. Znachit, nado chetko opisyvat', chto poluchaetsya vzamen.
4. Teoriya, v kotoroi skorost' fotonov peremenna, dolzhna predlozhit' al'ternativu uravneniyam Maksvella.
5. Nakonec, teoriya dolzhna chetko demonstrirovat' svoyu soglasovannost', chtoby skorost' sveta odinakovym obrazom vela sebya v raznyh uravneniyah. T.e., nel'zya ogranichivat'sya rassmotreniem kakih-to otdel'nyh effektov.

Predstavlena novaya model' rannei vselennoi k ramkah ekpiroticheskogo scenariya.

Polupopulyarnyi tekst, posvyashennyi osobennostyam modelei kosmologii rannei vselennoi v ramkah teorii strun.

Navernoe v ideale tak dolzhny vyglyadet' vse soobsheniya v obzorah. Kak izvestno, Nature v kazhdom nomere publikuet populyarnoe korotkoe izlozhenie (s kommentariyami) vazhnyh rezul'tatov, opublikovannyh v tom zhe nomere. V dannom sluchae rech' idet o rezul'tatah proekta COSMOS. Ne budu pereskazyvat' soderzhanie, tem bolee chto tam vsego odna stranica. Sut' v tom, chto kosmologi poluchayut vse bolee i bolee tochnye karty raspredeleniya temnogo veshestva vo vselennoi, chto ne mozhet ne radovat'.

Avtory opyat' pytayutsya pokazat', chto dannye po stalkivayushimsya skopleniyam galaktik mozhno interpretirovat' bez gipotezy o temnom veshestve.

Ya dumayu, chto argumenty avtorov ne verny, i tem ne menee, stat'ya dostatochno polezna, poskol'ku napisana ochen' kvalificirovannymi uchenymi i po delu. T.o., eto horoshaya illyustraciya togo, kak neprosto delat' sovremennuyu astrofiziku, gde u nas v rukah est' tol'ko dannye nablyudenii, kotorye nuzhno kak-to interpretirovat'.

Korotkii i, na moi vgzlyad, ochen' tolkovyi obzor po kandidatam v temnuyu materiyu. Kompaktno i yasno izlozheno, kakie chatsicy mogut yavlyat'sya horoshimi kandidatami, a kakie - net (i pochemu).

Stat'ya posvyashena "temnomu periodu" v zhizni vselennoi. Eta epoha sootvetstvuet promezhutku mezhdu epohoi rekombinacii (o kotoroi my znaem blagodarya izucheniyu reliktovogo izlucheniya) i vremenem poyavleniya pervyh galaktik.

Podrobnyi (i dovol'no ponyatnyi) obzor, posvyashennyi zayavlennoi tematike.

Esli temnaya materiya sostoit iz slabovzaimodeistvuyushih chastic (WIMP), to eti chasticy annigiliruyut drug s drugom (estestvenno, chasticy i antichasticy). T.o., v otdalennom budushem temnoi materii budet stanovit'sya men'she. Eto mozhet vliyat' na svoistva ryada ob'ektov, naprimer, na karlikovye sputniki galaktik. Harakter etogo vliyaniya i obsuzhdaetsya avtorami.

Razumeetsya, vremya, kogda takoi process stanet dinamicheski vazhnym, chudovishno veliko (zavedomo posle 2008 goda). Krome togo, esli est' temnaya energiya tipa lyambda-chlena, to i bez annigilyacii temnoi materii vse razletitsya. Tem ne menee, ne lishne znat', chto v tom sluchae, esli v budushem materiya opyat' stanet dominirovat' (naprimer, vklad temnoi energii budet umen'shat'sya), to vse ravno budushee (dazhe bez temnoi materii i temnoi energii) ne takoe uzh i svetloe. Skopleniya galaktik raspadutsya, sputniki galaktik razletyatsya, a vse iz-za annigilyacii chastic temnoi materii.

Avtory rassmatrivayut vozmozhnye nablyudatel'nye proyavleniya ob'ektov iz antiveshestva v nashei Galaktike.

Yasno, chto kogda my govorim ob otsutstvii antiveshestva, my imeem vvidu, chto ego "men'she, chem nekotoroe kolichestvo, kotoroe uzhe zametili by". Zametili by, veroyatnee vsego, po gamma-izlucheniyu, voznikayushemu v rezul'tate annigilyacii. Tak chto, kak eto chasto byvaet, my "nikogda ne govorim nikogda", a prosto stavim verhnie predely.

S nablyudatel'noi tochki zreniya situaciya seichas horoshaya: est' ser'eznye gamma-teleskopy, v samom skorom vremeni poletyat gamma-observatorii GLAST i AGILE, seichas na orbite rabotaet eksperiment PAMELA, prednaznachennyi dlya poiska antiyader, skoro dolzhen byt' zapushen AMS. AMS - eto eshe bolee krupnyi, chem PAMELA magnitnyi spektrometr, kotoryi dolzhny ustanovit' na MKS. No, poskol'ku ves' grafik MKS sbilsya, vvod v stroi AMS vse vremya otkladyvaetsya. T.o., v blizhaishem budushem mozhno ozhidat' kakih-to otkrytii, ili, skoree vsego, eshe bolee zhestkih predelov.

Rezyume avtorov, estestvenno, ne soderzhit nikakih zhestkih utverzhdenii. V Galaktike est' mesto dlya nekotorogo kolichestva ob'ektov iz antiveshestva. Odnako poka nikakih sil'nyh argumentov v pol'zu ih sushestvovaniya net, a nablyudeniya dayut vse bolee strogie verhnie predely.

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

Pozhalui, imenno blagodarya rabotam (i avtoritetu) Bekenshteina, modificirovannaya gravitaciya stala v poslednie gody ves'ma populyarnoi, tochnee rech' idet o podhode, predlozhennom samim Bekenshteinom i nazyvaemom TeVeS.

V stat'e daetsya pdrobnyi i v meru dostupnyi obzor vo vsyu etu tematiku. Vsem interesuyushimsya nastoyatel'no rekomenduetsya.

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

Zagolovok obmanchiv: rech' ne idet o bol'shom obzore, posvyashennom poslednim dannym po kosmologii. Avtory lish' predstavlyayut rezul'taty sobstvennogo sovmestnogo analiza dannyh po reliktovomu izlucheniyu i krupnomasshtabnoi strukture. V osnovnom ispol'zovany dannye WMAP3 i 2dFGRS, hotya dannye po reliktu dopolneny za schet drugih eksperimentov. Interesno, chto, esli zamenit' dannye 2dFGRS na dannye SDSS, to rezul'tat sushestvenno plyvet. Po mneniyu avtorov eto svyazano s tem, chto v Sloanovskom obzore v r-fil'tre nablyudayutsya v osnovnom sil'no skuchennye krasnye galaktiki. Tem ne menee, nikakoi sensacii net, parametry bolee-menee stabil'ny.

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

Dostatochno prostoi, no podrobnyi obzor po poiskam temnoi materii. Opisany kak pryamye (laboratornye) metody i proekty, tak i kosvennye (astronomicheskie) podhody. Privodyatsya poslednie dannye po verhnim predelam na svoistva chastic temnoi materii.

Neskol'ko lekcii, posvyashennyh, v osnovnom, poslednim dannym po nablyudeniyam galaktik na bol'shih krasnyh smesheniyah.

V ocherednoi raz obsuzhdayutsya osnovy kosmologii, svyazannye s rasshireniem Vselennoi. Vsem sovetuyu prochest'.

Sobstvenno, avtory ob'yasnyayut, kak mozhno razlichit' rasshirenie prostranstva ot razleta chastic "po prostranstvu". Avtory polagayut, chto im est' chto dobavit' k rassuzhdeniyam Tamary Devis (odnako ssylayutsya tol'ko na ee stat'yu v Scientific American, no ne ssylayutsya na ee raboty v astro-ph, a takzhe na stat'i drugih avtorov, v pervuyu ochered' Kianga. Ya zhe, pol'zuyas' sluchaem, soshlyus' na nashu stat'yu v "Vokrug sveta").

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

Stat'ya rasskazyvaet o proekte COSMOS (Cosmic Evolution Survey). V ramkah dannogo issledovaniya izuchayutsya svoistva galaktik na bol'shih krasnyh smesheniyah. Ploshad' issleduemoi ploshadki sostavlyaet okolo 2 kvadratnyh gradusov. Nablyudeniya provodyatsya vo vseh diapazone: ot radio do zhestkogo rentgena.

Podrobnee o proekte i ego rezul'tatah mozhno prochest' v soputstvuyushih stat'yah astro-ph/0612291, astro-ph/0612295, astro-ph/0612306, astro-ph/0612311, astro-ph/0612314 i dr. (proektu COSMOS posvyashen special'nyi vypusk Astrophysical Journal Supplements, poetomu razom v Arhive poyavilos' mnozhestvo statei).

Vvedenie v strunnuyu kosmologiyu. Nesmotrya na "vvodnost'" tekst taki dovol'no neprostoi.

Sm. takzhe stat'yu astro-ph/0612337, posvyashennuyu blizkoi tematike.

Korotkii, no soderzhatel'nyi obzor po metodam pryamogo (laboratornogo) poiska chastic temnoi materii. Opisyvayutsya i konkretnye eksperimenty i ih rezul'taty.

Blagodarya gromkomu nazvaniyu pervaya rabota etih avtorov poluchila bol'shuyu izvestnost'. Rech' idet o poiskah vydelennyh napravlenii po dannym o reliktovom izluchenii. Nezavisimyi analiz ranee pokazal, chto pervonachal'nyi entuziazm pervootkryvatelei Osi byl chrezmernym. Odnako avtory ne sdayutsya i prodolzhayut nastaivat' na real'nosti poluchennyh imi rezul'tatov.

Issledovaniya mezhgalakticheskoi sredy (MGS) ochen' vazhny, t.k. ona neset na sebe otpechatok rannei istorii vselennoi. Odnako MGS - ochen' slozhnyi ob'ekt dlya izucheniya. V obzore avtory summiruyut nashe znanie o MGS i rassuzhdayut o tom, chto i kak mozhno eshe uznat' izuchaya ee.

Sm. takzhe astro-ph/0611637, gde obsuzhdaetsya vopros ob obogashenii MGS tyazhelymi elementami.

Eto svoego roda obzor dokladov po astrofizike neitronnyh zvezd i chernyh dyr v plotnyh zvezdnyh skopleniyah (v osnovnom, sharovyh), baziruyushiisya na priglashennyh dokladah na odnoi iz sessii general'noi assamblei MAS.

Zhelayushie pochitat' original'nyi material po etoi novosti priglashayutsya.

Sut' tam takova, chto moshnoe aktivnoe yadro galaktiki vybrasyvaet strui dostatochnoi moshnosti, chtoby sushestvenno vliyat' na svoe okruzhenie v skoplenii galaktik.

Ne stareyut dushoi veterany!

Kak vse pomnyat, Berbidzhi i Arp aktivno protivostoyat standartnoi (i, kak ya dumayu, mozhno utverzhdat', vernoi) interpretacii krasnyh smeshenii kvazarov. No vot, zameshalis' eshe kakie-to gamma-vspleski. Tozhe bol'shie krasnye smesheniya u nih ... I ih tuda zhe! Skazhem, chto gamma-vspleski i porozhdayutsya kvazarami!

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

Ne slishkom navorochennyi obzor po inflyacii v strunnoi teorii. Teoriya mozhet i ne verna, no obzor polistat' mozhno.

Sovetuyu prochest' etot tekst, hotya on i bol'shoi. Po-krainei mere, ya ego uzhe raspechatal. On soderdit v sebe dostatochno polnyi obzor sovremennoi kosmologii, a takzhe spisok osnovnyh problem, opisanie metodov ih vozmozhnogo resheniya. Razumeetsya, ne oboideny vnimanie budushie krupnye proekty v nablyudatel'noi kosmologii.

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

V nastoyashee vremya temnaya energiya igraet klyuchevuyu rol' v dinamike rasshireniya Vselennoi. Odnako tak bylo ne vsegda.

Nablyudeniya uzhe, v principe, pozvolyayut sdelat' nekotorye vyvody o povedenii temnoi energii v proshlom. Rekonstrukcii istorii temnoi energii i posvyashen dannyi obzor.

Na moi vzglyad, obzor napisan dostatochno ponyatno, ne zaumno. T.o., on mozhet byt' polezen ne tol'ko uzkim specialistam, no i vsem, kto na dostatochno vysokom urovne interesuetsya sovremennoi kosmologiei.

Obzor po anizotropii reliktovogo fona. Ochen' aktual'no v svyazi s vrucheniem nobelya za COBE. Otmechu, chto v obzore net ssylok na rezul'taty "Relikta", chto nekorrektno.

Avtory pokazyvayut, chto ob'yasnit' nablyudaemoe znachenie kosmologicheskoi postoyannoi v antropnom podhode ne udaetsya.

Drugaya stat'ya, posvyashennaya antropnomu principu, poyavilas' v hep-th. V nei entuziast antropnogo podhoda polemiziruet so skeptikami.

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

LSST (Large Synoptic Survey Telescope) nachnet svob rabotu v 2013 godu. Eto nazemnyi vos'mimetrovyi teleskop s bol'shim polem zreniya. Kak i u vseh instrumentov etogo tipa (nachinaya s 8-mi santimetrovyh) spisok ego zadach ves'ma shirok: ot malyh tel solnechnoi sistemy do kosmologii. V dannoi stat'e rech' idet imenno o poslednei.

Nablyudeniya mnozhestva slabyh galaktik pozvolyat poluchit' vazhnuyu informaciyu o svoistvah krupnomasshtabnoi struktury. Eto, v svoyu ochered', pozvolit luchshe ponyat' svoistva temnoi materii i temnoi energii.

Opisan poleznyi setevoi resurs, pozvolyayushii pereschityvat' raznye populyarnye velichiny drug v druga dlya raznyh kosmologicheskih parametrov. Vse sovetuyu prochest' i poigrat'sya.

Kosmologicheskii kal'kulyator
Vremya "puteshestviya" svetovogo lucha
Prodvinutaya versiya kal'kulyatora.

Obsudit' v ZhZh-soobshestve ru_astroph.
Obsudit' na Astroforume v Nauchnoi panorame.

Interesnoe chtenie dlya teh, kto ser'ezno interesuetsya sovremennym sostoyaniem izucheniya svoistv prostranstva-vremeni. Stat'ya nachinaetsya s istoricheskogo vvedeniya, no dazhe ono uzhe soderzhit formuly. Tak chto eto ne legkoe chtivo. Osnovnoe vnimanie udeleno sovremennym rabotam, sootvetstvenno, daetsya dostatochno mnogo ssylok.

Rentgenovskii fon sozdaetsya v osnovnom vnegalakticheskimi istochnikami - aktivnymi yadrami galaktik (AYaG). Eti ob'ekty aktivno izuchayutsya metodom populyacionnogo sinteza. V osnove lezhit t.n. edinaya model', v kotoroi raznica mezhdu raznymi AYaG ob'yasnyaetsya v osnovnom massoi chernoi dyry. A dlya opisaniya razlichnyh nablyudatel'nyh proyavlenii ispol'zuyutsya effekty orientacii: smotrim li my perpendikulyarno pogloshayushemu toru vokrug chernoi dyry, ili zhe luch zreniya lezhit vblizi ploskosti tora i t.p.

V standartnoi edinoi modeli v nulevom priblizhenii schitaetsya, chto parametry AYaG ne evolyucioniruyut so vremenem. Odnako yasno, chto evolyuciya dolzhna byt', i v modifikaciyah modeli ee kak-to pytayutsya uchityvat'. V svoei stat'e avtory delayut sleduyushee. Oni ispol'zuyu dannye populyacionnogo modelirovaniya rentgenovskogo fona dlya predskazaniya svetimostei v infrakrasnom diapazone. Zatem rezul'taty sravnivayutsya s dannymi, poluchennymi na Spitcere. Avtory polagayut, chto imenno sravnenie raschetov s dannymi Spitcera pozvolit nalozhit' sushestvennye ogranicheniya na modeli evolyucii torov vokrug chernyh dyr v AYaG.

Po dannym o pochti 12 000 spektrah galaktik avtory vosstanavlivayut povedenie tempa zvezdoobrazovaniya dlya epohi ot krasnogo smesheniya 5 do nashego vremeni. Avtory vydelyayut neskol'ko epoh s raznoi evolyuciei tempa zvezdoobrazovaniem (otmechu, chto rech' idet o nablyudeniyah na dvuh ploshadkah v dvuh napravleniyah).

Pokazano izmenenie tempa zvezdoobrazovaniya so vremenem. Novye dannye, opisannye v stat'e pokazany krasnymi kruzhkami.

Avtory anliziruyut dannye po stalkivayushimsya skopleniyam v ramkah standartnoi OTO i MOND. Pokazano, chto temnaya materiya neobhodima. No takoi zhe vyvod mozhno sdelat' i po drugim dannym o skopleniyah, a takzhe po dannym o reliktovom izluchenii. Minimal'nym kompromissom dlya priemlemosti MOND yavlaetsya dobavlenie neitrino s massoi poryadka 2 eV. T.e. narod pytaetsya ob'yasnit' dannye bez "ekzoticheskoi temnoi materii" (neitralino i t.p.), no v ramkah MOND.

O perspektivah pryamogo poiska chastic temnoi materii v laboratoriyah i ob ih svyazi s budushimi ukoritel'nymi eksperimentami mozhno pochitat' zdes': astro-ph/0609126.

Zagolovok zvuchit kak zayavka na nobelevku.... Novost' uzhe neskol'ko dnei mussiruetsya v SMI. Populyarnoe izlozhenie legko naiti v Seti, nachat' luchshe s press-reliza NASA.

V stat'e predstavleny nablyudeniya na teleskope im. Habbla, provedennye s cel'yu vosstanovleniya raspredeleniya massy v skoplenii metodom slabogo linzirovaniya.

Eta stat'ya soprovozhdaetsya rabotoi toi zhe gruppy avtorov, posvyashennoi tomu zhe skopleniyu: astro-ph/0608408.

Detal'noe opisanie rezul'tatov ya postarayus' dat' v ocherednoi ANKe.

Tradicionno v Science publikuyutsya dostatochno populyarnye, no pri etom vpolne strogie obzory aktual'nyh problem. Etot posvyashen poyavleniyu pervyh zvezd vo Vselennoi i ih roli v reionizacii veshestva na krasnyh smesheniyah poryadka 10-20.

Razumeetsya, posle rassmotrennogo vyshe rezul'tata po raspredeleniyu massy v slivayushemsya skoplenii galaktik storonniki modificirovannoi gravitacii brosilis' na zashitu svoih pozicii.

Avtor pokazyvaet, chto vsyakie MOND-teorii v samom dele okazyvayutsya zakrytymi, no vot predlozhennaya samim Moffatom MOG-teoriya mozhet ob'yasnit' nablyudaemye dannye. Chudny dela tvoi, Gospodi!.

Sm. takzhe stat'yu astro-ph/0608681

Hotya Monti Paiton v lice Braiana i prizyvali nas smotret' na svetluyu storonu zhizni, tem ne menee nado pomnit' i o temnoi storone...

Odnako ne stoit toropit'sya delat' mrachnoe lico, v dannom sluchae rech' idet vsego lish' ob issledovanii temnoi energii. Avtory dayut detal'nyi obzor tipov nablyudenii, kotorye mogut dat' kakuyu-to vazhnuyu informaciyu o svoistvah etogo komponenta vselennoi. Takzhe rassmatrivayutsya konkretnye proekty, kotorye v blizhaishee vremya dolzhny prolit' svet na temnuyu storonu.

See you on the dark side of the Moon.

And there is no dark side of the Moon really.

Predstavleny rezul'taty glubokogo snimka, poluchennogo na Kosmicheskom teleskope. Ekspoziciya sostavila odin million sekund! Nablyudalas' ploshadka ploshad'yu vsego lish' 11 kvadratnyh uglovyh minut. Predel'naya zvezdnaya velichina primerno ravna 29. Sostavlen katalog primerno 10 000 ob'ektov.

Dostatochno populyarno opisyvaetsya, kakuyu nauku mozhno budet delat', kogda budet rabotat' sputnik Planck. Estestvennym obrazom stat'ya vklyuchaet v sebya kak by kratkii kurs po kosmologii, t.k. prihoditsya govorit' o raznyh parametrah i modelyah.

Polyarizaciyu reliktovogo fona budut izmeryat' na sputnike Plank. No do ego zapuska raznye gruppy stremyatsya poluchit' maksimum s pomosh'yu nazemnyh ustanovok.

Vot doklad o pervyh rezul'tatah s odnoi iz nih. Eto The Robinson Gravitational Wave Background Telescope (BICEP). On nachal svoyu rabotu v Antarktide. Konechno, "Plank", esli vse budet po planu, poluchit bolee detal'nuyu kartinu. Tem ne menee, ochen' vazhno, chtoby rabotali i ustanovki, podobnye BICEP.

Eto ne original'naya stat'ya, a dovol'no interesnoe esse iz razryada teh, chto tak lyubyat publikovat' v Nature. Posvyasheno ono tomu, chto nablyudateli do sih por ne mogut dat' chetkogo otveta o tom, kak svetili samye pervye zvezdy.

Obzor po krupnomasshtabnoi strukture. My privykli, chto esli Nature - to obzor korotkii, no tut drugoe delo. 34 stranicy.

Vopros ob ob'yasnenii velichiny kosmologicheskoi postoyannoi trevozhit uchenyh. Dlya mnogih vedushih fizikov-teoretikov eto vopros nomer odin. Dannaya korotkaya zametka posvyashena kriticheskomu analizu idei Shteinharda i Turoka, a takzhe antropnomu razresheniyu voprosa.

Poskol'ku seichas standartnaya model' eto "lyambda-SiDiEm", t.e. holodnaya temnaya materiya s kosmologicheskoi postoyannoi, to o neitrino kosmologi kak-to stali zabyvat'. V obzore opisyvaetsya pochemu eto vse-taki ne stoit delat'.

Dannye nablyudenii govoryat o tom, chto krivizna nashei vselennoi mala. Eto oznachaet, chto za nashim gorizontom chastic vse ne zakanchivaetsya i, bolee togo, "vneshnii" ob'em prevoshodit "vnutrennii". Mozhno, osnovyvayas' na nablyudatel'nyh dannyh (prezhde vsego rech' idet o nablyudeniyah reliktovogo fona, t.e. o dannyh WMAP), dat' nizhnii predel na "vneshnii" ob'em. S uchetom neopredelennostei sovremennyh dannyh "vneshnii" ob'em prevoshodit "vnutrennii" kak minimum na poryadok.

Antropnoe ob'yasnenie velichiny kosmologicheskoi postoyannoi sostoit v tom, chto iz vsego mnogoobraziya variantov velichiny etogo parametra, dostupnogo v mul'tiverse, zhizn' mozhet poyavit'sya lish' v teh vselennyh, v kotoryh postoyannaya popadaet v ochen' uzkii diapazon (razumeetsya, vblizi znacheniya kosmologicheskoi postoyannoi v nashei vselennoi). Razumeetsya, drugie vselennye dlya nas nedostupny, poetomu proverit' takoe ob'yasnenie dovol'no trudno. Arbaham Loeb schitaet, chto emu, tem ne menee, udalos' pridumat', kak takuyu proverku mozhno osushestvit'.

Ideya sostoit vot v chem. Esli planetnye sistemy mogli voznikat' na z poryadka 10, to eto oznachaet, chto planetnye sistemy mogut voznikat' vo vselennyh, gde kosmologicheskaya postoyannaya v tysyachu raz otlichaetsya ot nashei. V sluchae, esli udast'sya pokazat', chto v zvezdnyh sistemah, voznikshih na takih bol'shih krasnyh smesheniyah, est' planety, to, polagaet Loeb, po antropnoi argumentacii budet nanesen ser'eznyi udar.

Konechno, uvidet' svidetel'stva sushestvovaniya planet na z=10 seichas nel'zya. No mozhno poiskat' ih v staryh sistemah, naprimer, v staryh sharovyh skopleniyah i karlikovyh galaktikah. Eto mozhno sdelat', naprimer, s pomosh'yu mikrolinzirovaniyu.

Na moi vzglyad, takoi podhod, v sluchae obnaruzheniya planet, ne smozhet ser'ezno pokolebat' ryady storonnikov antropnogo ob'yasneniya. Vo-pervyh, kak verno pishet Lakatos, tak prosto issledovatel'skuyu programmu ne zadushish', ne ub'esh'. Vo-vtoryh, vyvod Loeba o tom, chto v sluchae obnaruzheniya takih planet mozhno umen'shit' veroyatnost' antropnogo ob'yasneniya do 0.1 procenta, osnovan na ryade predpolozhenii, kotorye mogut i ne vypolnyat'sya.
1. Nalichie planet eshe nichego ne govorit o nalichii zhizni.
2. Vazhno ocenit' kolichestvo civilizacii i prodolzhitel'nost' ih sushestvovaniya.

Vse pomnyat nashumevshuyu ideyu ob osi zla, kotoraya nikak ne svyazana s politikoi. Termin byl predlozhen v rabote astro-h/0502237, i stal ochen' populyarnym (hotya specialisty i somnevalis' v tom, chto effekt imeet otnoshenie k samomu reliktovomu fonu, a ne k vkladu kakih-to drugih effektov).

Sut' "osi zla" sostoit v soosnosti dipolya i oktupolya. V dannoi stat'e avtory issledovali nalichie soosnosti mezhdu razlichnymi mul'tipolyami. Pervyi rezul'tat sostoit v tom, chto net soosnosti vysokih mul'tipolei s napravleniem, zadavaemym dipolem. Takzhe net soosnosti s napravleniyami, zadavaemymi Galaktikoi i ekliptikoi. Zatem avtory podtverzhdayut izvestnuyu soosnost' mezhdu kvadrupolem i oktupolem. Obnaruzheny i nekotorye drugie sovpadeniya. Avtory delayut vyvod, chto dannye treh let WMAP podtverzhdayut nalichie vydelennyh napravlenii.

Otmechu, chto analiz kart mikrovolnovogo fona - delo neprostoe. Poetomu okonchatel'nye vyvody delat' poka rano. Vozderzhivayutsya ot nih i sami avtory.

Sm. takzhe stat'yu astro-ph/0604410, v kotoroi takzhe rassmatrivaetsya vopros ob "osi zla" i t.p.

Vazhnyi obzor. Ved' vazhno ne prosto pisat' o tom, chto horosho znaesh', no eshe i kritikovat' nevernye ustoyavshiesya uprosheniya, mify i t.p. Odnako, polagayu, chto tut eshe mnogo neyasnogo, i mnogie analogii svoistv vakuuma s povedeniem kvantovyh zhidkostei mogut byt' osporeny.

Ochevidno, chto v al'ternativnyh teoriyah gravitacii obrazovanie krupnomasshtabnoi struktury budet idti ne sovsem tak, kak v standartnoi teorii. Vopros v tom "naskol'ko ne tak" i mozhno li eto uvidet' v nablyudeniyah. Avtory provodyat chislennyi schet, v kotorom gravitaciyu "podkrutili". Pokazano, chto analiz trehmernogo raspredeleniya galaktik mozhet pomoch' proverit' nekotorye iz predlagaemyh podhodov.

O svyazi al'ternativnyh teorii i kosmologii sm. takzhe astro-ph/0604055. Tam rech' idet o tom, kak teoriya Bransa-Dikke mozhet reshit' problemu temnoi materii (hotya, kazhetsya, chto stat'ya nepravil'naya).

Kniga, posvyashennaya nauchnoi programme sputnika "Plank".

Kniga soderzhit tehnicheskoe opisanie sputnika, nekotorye osnovy, neobhodimye dlya ponimaniya suti nauchnoi programmy, i, nakonec, sami nauchnye zadachi, kotorye sputnik budet reshat'.

Vozmozhno, chto mnogim budet nebezinteresno posmotret', kakie eshe zadachi, krome issledovaniya reliktovogo izlucheniya, stavyatsya pered etim proektom.

Podvoditsya itog 15-tiletnei programmy po utochneniyu postoyannoi Habbla. Osnova raboty - utochnenie svetimosti sverhnovyh tipa Ia na osnove dannyh po cefeidam. T.e., po cefeidam ocenivaetsya rasstoyanie do galaktiki, v kotoroi vidna sverhnovaya. Eto pozvolyaet opredelit' svetimost' sverhnovoi. Zatem rasstoyaniya do dalekih galaktik s izvestnym krasnym smesheniem (v kotoryh cefeidy uzhe ne vidny iz-za bol'shogo rasstoyaniya) opredelyaetsya po nablyudaemym v nih sverhnovym tipa Ia.

Sobstvenno, teleskom im. Habbla byl nuzhen kak raz dlya izucheniya cefeid v otnositel'no blizkih galaktikah, v kotoryh byli zaregistrirovany vspyshki sverhnovyh etogo tipa. Napomnyu, chto takie sverhnovye ispol'zuyut v kachestve t.n. "standartnoi svechi". Imenno po nim vpervye byli polucheny rezul'taty, pozvolyayushie govorit' ob uskorenii rasshireniya vselennoi.

Itog raboty takov: postoyannaya Habbla ravna 62.3 km/s/Mpk +/- 5 km/s/Mpk (sistematicheskaya oshibka) +/- 1.3 km/s/Mpk ("sluchainaya" oshibka, svyazannaya s konechnoi statistikoi). Nekotorye izmeneniya vozmozhny, esli budut akkuratno uchteny effekty, svyazannye s mezhgalakticheskoi pyl'yu. Odnako, oni ne mogut prevoshodit' primerno 20 procentov.

Vazhno, chto rezul'taty, poluchennye raznymi gruppami (zachastuyu "ne druzhashimi" drug s drugom) kachestvenno shodyatsya. Napomnyu, chto nedavnii rezul'tat gruppy WMAP sostavlyaet 73+/- 3 km/s/Mpk. S uchetom raznyh podhodov rezul'taty soglasuyutsya drug s drugom. T.e. znachenie poryadka 68-70 km/s/Mpk ustraivaet vseh.

Kak izvestno, kosmologiya stoit na neskol'kih kitah: nablyudeniya reliktovogo fona, nablyudeniya razbeganiya galaktik, dannye po pervichnomu nukleosintezu i obzory po krupnomasshtabnoi strukture. Naibolee polnaya kartina sozdaetsya, kogda skladyvayutsya vse eti dannye.

Poskol'ku nedavno vyshel reliz po rezul'tatam treh let raboty sputnika WMAP, seichas uchenye aktivno "okuchivayut" dannye po reliktovomu fonu, sopostavlyaya ego s drugimi elementami kosmologicheskoi kartiny. V etoi rabote dannye WMAP skladyvayutsya s dannymi poslednego reliza Sloanovskogo Cifrovogo Obzora Neba.

Osnovnoi rezul'tat takov, chto s bol'shei tochnost'yu i dostovernost'yu podtverzhdaetsya nalichie temnoi energii. Napomnyu, chto pervonachal'no ukazaniya na sushestvovanie temnoi energii byli polucheny s pomosh'yu sovershenno inoi tehniki - po dannym o razbeganii galaktik (po sverhnovym tipa Ia byli polucheny ocenki rasstoyanii do dalekih galaktik). Vazhno, chto vskore kachestvenno takoi zhe rezul'tat udalos' poluchit' bez privlecheniya dannyh po sverhnovym - tol'ko po dannym o relikte ili tol'ko po dannym o krupnomasshtabnoi strukture. Slozhenie vseh treh podhodov, da eshe pri vozrosshei tochnosti, po-prezhnemu podtverzhdaet neobhodimost' nalichiya temnoi energii.

Sm. takzhe stat'yu astro-ph/0603753, posvyashennuyu probleme opredeleniya kosmologicheskih parametrov po raznym dannym, v pervuyu ochered' po mikrovolnovomu fonu.

Korotkii, no ochen' emkii, obzor, posvyashennyi istorii i dostizheniyam kosmologii za poslednie 100 let (t.e. s momenta poyavleniya rabot Einshteina po STO). Osobenno detal'no rassmotreny 60-e gg.

Vsem ponyatno, chto istoriya zvezdoobrazovaniya vo vselennoi - eto vazhneishaya vesh'. Vyyasnit', kak zhe temp formirovaniya zvezd izmenyalsya, bolee chem slozhno. Sozdat' model', kotoraya horosho opisyvala by eti dannye, tozhe nelegko. Stat'ya ochen' interesnaya. Po-krainei mere vvodnuyu chast' i osnovnye rezul'taty stoit posmotret'. Pust' ob'em vas ne pugaet, eto sledstvie vybrannogo formata.

Avtory rassmatrivayut tri podhoda:
1. Neposredstvennye dannye o dalekih ob'ektah.
2. Analiz svoist nashei i drugih blizkih galaktik. Takie "raskopki" mogut dat' informaciyu o tom, kakova byla istoriya zvezdoobrazovaniya v etih zvezdnyh sistemah.
3. Teoreticheskie modeli, osnovannye na detal'nom modelirovanii processa obrazovaniya galaktik i ih dal'neishei evolyucii.
Vrode by, nablyudaetsya razumnyi konsensus treh podhodov (sm. risunok, na kotorom teoreticheskie modeli sravnivayutsya s nablyudeniyami). Vazhno, chto komp'yuternye modeli na osnovanii Lyambda-CDM podhoda takzhe horosho vpisalis'. Dve samye vazhnye detali - primernoe postoyanstvo tempa zvezdoobrazovaniya ot z=7 do 2, i spadanie ot z=2 do 0 - prisutstvuyut po vseh modelyah i v dannyh nablyudenii (na vsyakii sluchai napomnyu, chto dannye tut daleko ne neposredstvennye, fakticheski, nablyudaemye velichiny nado pereschityvat' model'no-zavisimym obrazom v temp zvezdoobrazovaniya).

Pokazan temp zvezdoobrazovaniya v zavisimosti ot krasnogo smesheniya v edinicah massa Solnca v god na kubicheskii megaparsek. Shkala logarifmicheskaya s osnovanie 10. T.e. -2 sootvetstvuet 10^-2=0.01 massy Solnca v god na kubicheskii megaparsek. Raznymi simvolami pokazany dannye nablyudenii. Krivye sootvetstvuyut razlichnym modelyam, obsuzhdaemym v tekste stat'i.

Vsem chitat'! Pryamo vse v temu, t.e. v temu nashei s Toporenskim stat'i v tret'em nomere "Vokrug sveta". V proshlom vypuske ya obzorov ya rasskazyval o dvuh interesnyh stat'yah po tak skazat' interpretacionnoi kosmologii i vsyakih podvohah, i vot eshe odna.

Eto kriticheskaya zametka, kommentarii, po povodu odnogo utverzhdeniya Sasskinda. Sut' v tom, chto Ellis polagaet, chto Sasskind v odnom meste svoei novoi populyarnoi knigi (vazhno, chto populyarnoi) putaet gorizont chastic s gorizontom sobytii. Eto lishnii raz pokazyvaet, kak vse neprosto, chto dazhe ochen' sil'nye i imenitye uchenye sporyat drug s drugom. Pravda, eshe raz obrashayu vnimanie, netochnost' obnaruzhena v populyarnoi knigi. V nekotorom smysle eto ne sovsem ex cathedra.

Eto chast' knigi s materialami ezhegodnoi shkoly po astronomii.

Podrobno i dostupno opisyvaetsya, kak vo vselennoi iz pervichnyh fluktuacii poyavlyayutsya pervye ob'ekty, kak oni nachinayut izluchat', i chto s nimi potom proishodit.

Vse ih tak zhdali, i vot oni! Rezul'taty obrabotki dannyh po itogam treh let nablyudenii na sputnike WMAP!

(izobrazhenie vzyato s saita Universetoday.com)

Bolee podrobno obo vsem etom mozhno prochest' zdes'.

Rassmatrivaetsya vopros o tom, kak mozhet kosmologicheskoe rasshirenie vliyat' na dinamiku ob'ektov solnechnoi sisteme. Razumeetsya, effekt, dazhe esli on sushestvuet, ochen' mal. I, razumeetsya, nikakih nablyudenii v etom smysle net. Tem ne menee, stat'ya interesnaya. Mne, kak nekosmologu, zatrudnitel'no dat' kakie-to bolee detal'nye kommentarii. Hotelos' by uslyshat' ih ot sootvetstvuyushih specialistov.

V poslednie gody epoha reionizacii privlekla ogromnoe vnimanie uchenyh. Svyazano eto, razumeetsya, s poyavleniem novyh nablyudatel'nyh dannyh. V obzore privoditsya svodka togo, chto my znaem ob epohe reionizacii, i togo, kak my pytaemsya vse eto samim sebe ob'yasnit'.

Ne uveren, chto takie stat'i stoit pisat'. S odnoi storony, avtory gramotno rassmatrivayut vazhnuyu vesh': kak interpretirovat' nablyudaemoe krasnoe smeshenie dalekih galaktik. Avtory pokazyvayut, chto nel'zya ispol'zovat' odin effekt Doplera. Vse eto horosho. V principe, eto i horosho izvestno. Drugoe delo, chto periodicheski poyavlyayutsya raboty, gde vse-taki pytayutsya vse ob'yasnit' odnim Doplerom.... S drugoi storony, avtory zachem-to akcentiruyut to, chto vo vtorom poryadke kosmologicheskoe krasnoe smeshenie mozhno predstavit' kak summu dopler-effekta i gravitacionnogo krasnogo smesheniya. Na moi vzglyad (imenno, na moi vzglyad), eto ne tol'ko bespoleznoe, no i, v nekotorom smysle, vrednoe utverzhdenie :)
Poyasnyu. Ni k kakim uprosheniyam raschetov eto ne privodit. A vot zaputat' mozhet, t.k. efekt doplera tut voobshe ni pri chem. Po suti dela ni pri chem. Kstati, ravno kak i gravitacionnoe krasnoe smeshenie. Kosmologicheskii effekt - eto sovershenno otdel'noe yavlenie.

Po dannym SDSS o 46 400 kvazarov s izvestnymi krasnymi smesheniyami pokazano, chto v raspredelenii kvazarov est' nekotoraya periodichnost'. Otmechu, chto analogichnye rezul'taty po sovsem drugoi vyborke davali i drugie gruppy, naprimer, gruppa iz FTI im. Ioffe, na ch'i rezul'taty avtory pochemu-to ne sylayutsya.

Obnaruzheno shest' pikov v raspredelenii kvazarov po krasnym smesheniyam. Prichem, piki imeyut vyrazhennuyu periodichnost'.

Vot takoe dlinnoe nazvanie....

Utochnenie shkaly rasstoyanii - eto trudneishaya zadacha. Ona ne reshaetsya za raz. Stat'ya - eto ocherednoi promezhutochnyi etap po ocenke rasstoyanii do dalekih galaktik na osnovanii dannyh o sverhnovyh tipa Ia. Dlya etogo nuzhno prokalibrovat' sverhnovye. Dlya etogo po cefeidam nado tochno opredelit' rasstoyaniya do galaktik, v kotoryh vidny eti sverhnovye. Togda ih mozhno budet ispol'zovat' dlya bolee dalekih galaktik, v kotoryh cefeidy uzhe ne vidny.

Kosmicheskie struny, esli ne na kone, to vse pytayutsya na nego vzobrat'sya. Posle perioda entuziazma (let 20 nazad) nastupila pora skepsisa. Voobshe govorya, ona, na moi vzglyad, tak i ne zakonchilas', no avtor obzora polagaet inache. Pochemu, kakie interesnye vozmozhnosti mozhno pridumat' nesmotrya na zhestkie ogranicheniya - obo vsem etom v rabote Mairi Sakellariadou.

Interesnaya stat'ya, posvyashennaya vazhnoi idee. Otmechu, chto matematikoi stat'ya ne peregruzhena.

V teorii strun est' ponyatie "peizazh" (landscape). Ono svyazano s tem, chto teoriya predstavlyaet ogromnyi vybor parametrov dlya, grubo govorya, sozdaniya Vselennoi. Parametry opredelyayut svoistva vakuuma. Nam, konechno, hochetsya ponyat', kak poluchit' "nash" vakuum s malen'koi kosmologicheskoi postoyannoi i t.p. Naprimer, mozhno ispol'zovat' antropnyi podhod (on takzhe obsuzhdaetsya v stat'e). Odnako stat'ya ne sovsem o tom, kak vybrat' pravil'nye parametry iz mnozhestva vozmozhnyh. avtory rassuzhdayut, kak v takoi teorii stroit' kosmologiyu.

Predlagaetsya podhod "sverhu vniz" (top down). Eto vyrazhenie oznachaet, chto "plyashem ne ot pechki", a "k pechke". T.e., ne iz znaniya nachal'nyh parametrov vyvodim konechnye, a, v nekotorom smysle, naoborot. V sluchae kosmologii v podhode "snizu vverh" (bottom-up) nado zadat' nachal'noe sostoyanie i iz nego vyvesti to, chto my seichas nablyudaem. Etot podhod ochen' trudno realizovat'. Ved' v kosmologii, vo-pervyh, my ploho predstavlyaem sebe nachal'nye usloviya, a vo-vtoryh, my imeem nablyudaemuyu vselennuyu v kolichestve 1 (odna) shtuka. Da i to, nablyudaem ee ne vsyu, a lish' nekotoruyu chast'. Poetomu Houking i Hertog predlagayut ispol'zovat' top-down. Neobhodimo provodit' raschet vseh al'ternativnyh istorii, kotorye privodyat k takomu zhe konechnomu sostoyaniyu. T.e. v nekotorom smysle beretsya summa po vsem vozmozhnym nachal'nym usloviyam s posleduyushim analizam vklada teh istorii, kotorye privodyat k nablyudaemoi kartine. Velichiny veroyatnostei takih istorii smogut pomoch' ponyat', kakie svoistva nashei Vselennoi svyazany s fundamental'nymi zakonami, a kakie - so sluchainymi kvantovymi processami.

Vsem chitat'! 60 stranic vazhnogo i interesnogo teksta.

Polufilosofskoe esse o kosmologii.

Nachnem s togo, chto dazhe pervoe slovo v zagolovke nuzhdaetsya v kommentariyah. Zabavno, chto ni odin slovar' pod rukoi slovo retroduction ne potyanul. Zato potyanula Wikipedia. Termin byl vveden Pirsom. Po suti eto termin iz metodologii nauki, oznachayushii umozaklyuchenie ot sledstviya k posylke.

Osnovnaya tema stat'i: kak mozhno proverit' gipotezu(y) o mul'tiversah pri tom, chto sami mul'tiversy my, skoree vsego, nikogda neposredstvenno pronablyudat' ne smozhem.

Stadiya reionizacii zanimaet vazhnoe mesto v istorii Vselennoi. Napomnyu, chto sut' v tom, chto, kogda poyavilis' pervye moshnye istochniki izlucheniya, to oni snova ionizovali znachitel'nuyu chast' vselennoi (vse eto, razumeetsya, proishodilo posle rekombinacii). Chto eto byli za istochniki, i kogda proizoshla reionizaciya - neyasno.

Avtory akkrutano rassmatrivayut kompleks dannyh, svyazannyh s reionizaciei. Zachastuyu zhestkie vyvody o momente etoi stadii delayut na osnovanii dannyh WMAP po reliktovomu fonu. Na samom dele, tut nuzhna ostorozhnost'. Pochemu - uznaite iz obzora.

Vozmozhnaya sensaciya rassosalas'.

Vse pomnyat, chto neskol'ko let nazad novostnye lenty pestreli soobsheniyami o tom, chto rossiiskie i ital'yanskie uchenye otkryli ob'ekt, kotoryi mog by byt' sluchaem linzirovaniya na kosmicheskoi strune. Razumeetsya, srazu vyskazyvalsya i razumnyi skepticizm.

I vot posle dopolnitel'nyh nablyudenii stalo okonchatel'no yasno, chto nikakaya eto ne kosmicheskaya struna. Zhal' ....

Obrashaem vashe vnimanie na etot obzor, t.k. v spisok samyh interesnyh sobytii proshlogo goda voshel rezul'tat, svyazannyi s obnaruzhenie akusticheskogo pika po dannym o krupnomasshtabnom raspredelenii galaktik. Dannyi obzor posvyashen razboru takih nablyudenii, ob'yasneniyu ih vazhnosti t.p. vesham.

V poslednie gody mnogo govoryat o polyarizacii reliktovgo izlucheniya. Izuchenie sootvetstvuyushih parametrov kosmicheskogo mikrovolnovogo fona pozvolit uznat' mnogo novogo o nashei Vselennoi. Cherez paru let budet zapushen sputnik Plank, special'no dlya etogo prdenaznachennyi. Poka zhe polyarizaciyu pytayutsya izmeryat' v nazemnyh i balonnyh eksperimentah.

Vspominaetsya Dovlatov: "Kniga interesnaya, no slozhnaya" (eto bylo pro "Iosif i ego brat'ya" Tomasa Manna, kstati, ya sam nikak ne soberus' prochitat').

V stat'e razobrana zadacha dvuh tel s uchetom vklada kosmologicheskoi postoyannoi. Voobshe, problema povedeniya, skazhem, planet v Solnechnoi sisteme ili zemnyh sputnikov s uchetom kosmologicheskih effektov (a kosmologicheskuyu postoyannuyu mozhno smelo k nim otnesti) vyzyvaet interes. I voprosy. Vot vo vtorom nomere GEO ya uspokaival chitatelya v tom smysle, chto rasshirenie Vselennoi ne menyaet orbitu Luny i iskusstvennyh sputnikov. Po-krainei mere, effekt ne nablyudaetsya, i voobshe, v blizhaishie paru milliardov let nam nichego ne grozit. Dazhe s uchetom vozmozhnosti "Bol'shogo razryva" v nastoyashee vremya nikakih nablyudaemyh effektov v Solnechnoi sisteme net. Tem ne menee, podrobnogo razbora zadachi dvuh tel pri nalichii kosmologicheskoi postoyannoi ya ne vstrechal (vozmozhno, ploho smotrel; na odin iz svezhih e-printov ssylayutsya sami avtory - gr-qc/0511137). I vot ...

Kak ya preduprezhdal, stat'ya slozhnaya. Vozmozhno, chto bol'shinstvo prochtet lish' razdely 1 i 5-6. Razdely 1 i 6 eto vvedenie i zaklyuchenie, sootvetstvenno. A v razdele 5 predstavleny nablyudatel'nye ogranicheniya na velichinu kosmologicheskoi postoyannoi, kotorye mozhno poluchit', nablyudaya sistemy razlichnogo tipa. Kak ni stranno, no nailuchshee dayut vovse ne dvoinye radiopul'sary, a dannye po Solnechnoi sisteme. Konechno, smysl v takih ogranicheniyah dostatochno akademicheskii. Ved' po sobstvenno kosmologicheskim dannym my primerno znaem velichinu kosmologicheskoi postoyannoi, a luchshie ogranicheniya po dannym o dvizhenii Zemli i Marsa lezhat na 10 poryadkov vyshe. Tem ne menee. takie predely nado poluchat'. Ved' proveryayut zhe, naprimer, deistvie zakona vsemirnogo tyagoteniya na raznyh masshtabah. I, kto znaet, priroda mozhet byt' ustroena slozhnee, chem my sebe predstavlyaem.

Osnovnoi effekt kosmologicheskoi postoyannoi na orbitu, kak pishut avtory, zaklyuchaetsya v precessii pericentra. Mozhno rasschitat' skorost' precessii. V pervom priblizhenii ona okazyvaetsya proporcional'noi kosmologicheskoi postoyannoi. Effekt znachitelen dlya malomassivnyh sistem na shirokih orbitah (imenno poetomu, dlya dvoinyh pul'sarov on ne tak vyrazhen, kak dlya planet v Solnechnoi sisteme).

Smotrite podrobnyi kommentarii Igorya Ivanova.

Ochen' special'naya stat'ya. Tem ne menee, vyvod takov, chto pri nekotoryh razumnyh usloviyah teoreticheski mozhno v laboratornom eksperimente obnaruzhit' izmenenie global'nyh "konstant".

Stat'ya ne obzornaya. Tem ne menee, obsuzhdaetsya dostatochno obshaya vesh' (hotya i na chastnyh primerah).

Mnogie pomnyat nedavnie raboty po topologii vselennoi po dannym po reliktovomu izlucheniyu (sm. takzhe stat'yu na Astronete). Sleduyushii shag - eto poluchenie dannyh o topologii po izmereniyu polyarizacii relikta. Uzhe seichas nazemnye (balonnye i t.p.) eksperimenty dayut tut koe-kakuyu informaciyu. A v nedalekom budushem s zapuskom sputnika Plank my poluchim chetkie dannye po polyarizacii relikta. Tak chto teoretiki ne zrya gotovyatsya!

Ochen' special'naya stat'ya. Tem ne menee, vyvod takov, chto pri nekotoryh razumnyh usloviyah teoreticheski mozhno v laboratornom eksperimente obnaruzhit' izmenenie global'nyh "konstant".

Stat'ya ne obzornaya. Tem ne menee, obsuzhdaetsya dostatochno obshaya vesh' (hotya i na chastnyh primerah).

Mnogie pomnyat nedavnie raboty po topologii vselennoi po dannym po reliktovomu izlucheniyu (sm. takzhe stat'yu na Astronete). Sleduyushii shag - eto poluchenie dannyh o topologii po izmereniyu polyarizacii relikta. Uzhe seichas nazemnye (balonnye i t.p.) eksperimenty dayut tut koe-kakuyu informaciyu. A v nedalekom budushem s zapuskom sputnika Plank my poluchim chetkie dannye po polyarizacii relikta. Tak chto teoretiki ne zrya gotovyatsya!

Daetsya istoriya issledovanii postoyannoi Habbla. Obsuzhdayutsya razlichnye metodiki ee opredeleniya. Osobo obsuzhdayutsya neopredelennosti v sovremennyh metodah.

Polucheno novoe ogranichenie na variaciyu postoyannoi tonkoi struktury. Predel Delta alpha/alpha < (-0.07+/-0.84)10^{-6} poluchen po nablyudeniyam spektral'nyh linii na z=1.15.

Kak izvestno, Planck - eto sputnik novogo pokoleniya, prednaznachennyi dlya issledovaniya mikrovolnovogo fona. Odnako, krome dannyh sobstvenno po reliktu, iz poluchennyh im rezul'tatov mozhno budet vytyanut' eshe mnogo interesnogo. Avtory rassmatrivayut, chto smozhet dat' Planck dlya izucheniya krupnomasshtabnyh magnitnyh polei. V pervuyu ochered' rech' idet o vnegalakticheskih magnitnyh polyah. Krome togo, i v issledovaniyah galakticheskogo magnitnogo polya mozhno ozhidat' progressa blagodarya novomu sputniku. Zapusk ozhidaetsya v uzhe sovsem nedalekom budushem.

Obzor po pervichnomu nukleosintezu. Epigrafom mozhno bylo by vzyat' slova: "Mnogoe sdelano, no mnogoe eshe predstoit".

S odnoi storony, seichas rol' neitrino v kosmologii ne stol' velika, kak v eto verili nekotorye uchenye let 10-20 nazad. Prichina prosta - nizkaya massa. S drugoi storony, rol' neitrino vovse ne prenebrezhimo mala! V chem zaklyuchaetsya vazhnost' neitrino v kosmologii kak raz i opisano v obzore.

Obzor po effektu Syunyaeva-Zel'dovicha. Seichas eto moshnyi instrument v kosmologii.

Rassmotren ochen' interesnyi primer povedeniya ob'ekta pri kosmologicheskom rasshirenii (spasibo A. Toporenskomu za "navodku").

Predstav'te, chto est' galaktika, imeyushaya takuyu bol'shuyu pekulyarnuyu skorost' (napravlennuyu na nas), chto ona kompensiruet kosmologicheskoe rasshirenie. T.e. galaktika kak by privyazana k nam (tethered). Kakim budet ee krasnoe smeshenie? Ili, naprimer, galaktika s nulevym krasnym smesheniem (t.e. ee krasnoe smeshenie polnost'yu skompensirovano pekulyarnoi skorost'yu) budet priblizhat'sya k nam ili udalyat'sya? Okazyvaetsya, chto tut vse ne tak prosto.

Obsuzhdayutsya bezrazmernye konstanty, poyavlyayushiesya v kosmologii i fizike elementarnyh chastic.

Pozvolyu sebe vol'no perevesti nazvanie raboty. Eto kratkii otvet na stat'yu physics/0510102, avtory kotoroi razvivayut mysl' o tom, chto Sozdatel' Vselennoi mog zashifrovat' soobshenie v parametrah mikrovolnovogo fona. V otvete raz'yasnyaetsya, chto detal'naya kartina fona zavisit ot polozheniya nablyudatelya i ot vremeni. T.e. shifrovat' kakoe-to soobshenie takim strannym sposobom ne stoilo. A istinno nebesnoe poslanie, zashifrovannoe v reliktovom fone - eto informaciya o rannei Vselennoi. V obshem, interesny primer argumentirovannoi kritiki specialistami sumasshedshei idei.

Obratite vnimanie na blagodarnost' v stat'e!

Pis'mennaya versiya doklada, prochitannogo nedavno Stivenom Vainbergom v Triniti kolledzhe (kolledzhe Svyatoi Troicy, esli komu-to tak bol'she nravitsya).

Chitat' stoit. Ni formul, ni kartinok tam net, zato est' podrobnye i ponyatnye ob'yasneniya.

V osnovnom rech' idet ob antropnyh argumentah. V pervuyu ochered' v svyazi s rezul'tatami teorii strun (gde poluchaetsya bezumnoe kolichestvo vozmozhnyh vakuumov, vybor sredi kotoryh [poka?] ne predstavlyaetsya vozmozhnym), no ne tol'ko. Takzhe upominaetsya teoriya haoticheskoi inflyacii i argumenty Andreya Linde, a takzhe nekotorye interpretacii kvantovoi mehaniki.

Sovetuyu dochitat' do konca, i ulybnut'sya poslednei stavke Stivena Vainberga.

ILC - International Linear Collider.

Tradicionno kosmologicheskie issledovaniya svyazyvayut s rabotami po fizike elementarnyh chastic. Otsyuda takie terminy kak kosmomikrofizika, particle astrophysics, i astroparticle physics. Avtor daet obzor nekotoryh problem sovremennoi kosmologii i rassuzhdaet, kak v ih reshenii mogut pomoch' sovremennye uskoriteli.

Avtor (izvestnyi astrofizik, rabotayushii seichas v Kanade; mnogim, veroyatno, izvestny ego raboty po magnitaram) rassmatrivaet gipoteticheskie perspektivy poletov na bol'shie rasstoyaniya s uchetom uskoreniya rasshireniya Vselennoi. Konechno, interes tut chisto akademicheskii, no mozhet komu-to iz fantastov, kto eshe ne naigralsya s rassuzhdeniyami o pereletah na kosmologicheskie rasstoyaniya, eto budet interesno. Krome togo, eto bezuslovno interesno kak zadacha po kosmologii.

Naideno 970 galaktik na krasnyh smesheniyah ot 1.4 do 5. Eto v neskol'ko raz bol'she, chem predskazyvalos' (yasno, chto rech' idet ob obzore nebol'shogo uchastka neba). Galaktiki v srednem imeyut ochen' bol'shoi temp obrazovaniya zvezd (v desyatki raz vyshe, chem v nashei). Eto govorit o tom, chto i temp zvezdoobrazovaniya na etih krasnyh smesheniyah ranee prinimalsya sushestvenno zanizhennym.

Populyarnaya stat'ya posvyashena topologii vselennoi. Sut' v tom, kak sdelat' konechnuyu i otnositel'no nebol'shuyu vselennuyu kak by beskonechnoi dlya nahodyashegosya v nei nablyudatelya. Takaya konstrukciya chem-to napominaet zerkal'nyi zal, otsyuda i nazvanie stat'i. Tol'ko vo Vselennoi my, konechno zhe, stalkivaemsya ne s obychnymi zerkalami, a so slozhnoi topologiei, pozvolyayushei lucham sveta ogibat' vselennuyu. V rezul'tate v raznyh oblastyah neba mozhno budet videt' podobnye (no ne tochno odinakovye iz-za iskazhenii) ob'ekty.

Koe-chto na etu temu mozhno pochitat' zdes' , a takzhe zdes'.

Kak izvestno, vozniknovenie krupnomasshtabnoi struktury svyazano s neodnorodnostyami, kotorye poyavilis' v ochen' rannei Vselennoi. Dissertaciya, krome original'nyh rezul'tatov, soderzhit podrobnyi obzor vozmozhnyh mehanizmov, privodyashih k takim neodnorodnostyam.

Bol'shoi obzor (lekciya), posvyashennyi obrazovaniyu pervyh svetyashihsya ob'ektov vo vselennoi. T.e. rech' idet o massivnyh pervyh zvezdah, sostoyavshih iz legkih elementov. Oni obrazovalis' do poyavleniya pervyh galaktik i vnesli sushestvennyi vklad v obogashenie vselennoi tyazhelymi elementami.

V proshlom vypuske ya upominal problemu rosta massy chernyh dyr. Sut' problemy v tom, chto uzhe na z=5 my vidim ochen' yarkie kvazary, chto govorit o sushestvovanii ochen' massivnyh chernyh dyr. Kak dyry uspevayut narastit' svoyu massu do soten millionov mass Solnca za korotkoe vremya (ot z=20 do z=5) neyasno.

V dannoi stat'e rassmatrivaetsya mehanizm, svyazannyi so sverhkriticheskoi akkreciei. Avtory polagayut, chto v ih modeli udaetsya sformirovat' chernye dyry nuzhnyh mass za dostatochno korotkoe vremya.

Obzor po kosmicheskim strunam. Posvyashen on novym ideyam v etoi oblasti. Delo v tom, chto original'nyi scenarii, predlozhennyi Kibblom, po suti dela zakryt nablyudeniyami. Odnako novye teorii "mira na brane" otkryvayut novye vozmozhnosti.

Kak izvestno, naibolee razrabotannoi teoriei, pretenduyushei na "vseobshnost'" yavlyaetsya teoriya strun. Odnako u nee est' i konkurenty. Naibolee sil'nym i perspektivnym schitaetsya teoriya petlevoi kvantovoi gravitacii. V dannom obzore rassmotreny kosmologicheskie prilozheniya etoi teorii.

Na segodnyashnei den' standartnoi model'yu yavlyaetsya t.n. lyambda-CDM. Ona vklyuchaet v sebya vklad temnoi energii (lyambda) i holodnoi temnoi materii (CDM). Osnovnye "parametry Vselennoi", kotorye vy vstrechaete v populyarnyh stat'yah i obzorah, polucheny kak raz v ramkah etoi modeli. Odnako ....

Odnako "zhizn' - eto slozhnaya shtuka" (s). Vpolne mozhet byt', chto my zhivem na brane. I "mir na brane" (braneworld) mozhet mimkrirovat', maskirovat'sya tak, chto my budem schitat', chto rabotaet imenno lyambda-CDM model' v ee standartnom vide.

Varun Sahni (kstati, vypusknik GAISh) i ego soavtory kak raz detal'no razbirayut vozmozhnost' takoi "kosmicheskoi mimikrii".

Predstavleno detal'noe opisanie odnogo iz kosmologicheskih kodov. Sam kod dostupen.

Napomnim, chto MOND - Modified Newtonian Dynamics - schitaetsya al'ternativoi modeli temnoi materii. MOND v pervuyu ochered' prilagaetsya k krivym vrasheniya galaktik. Odnako est' i drugie nablyudatel'nye dannye, kotorye nado ob'yasnyat' (zametim, chto model' temnoi materii prekrasno s nimi spravlyaetsya).

Avtory issleduyut ogranicheniya na model' MOND po dannym o skopleniyah galaktik. Pokazano, gde MOND vstrechaetsya s ser'eznymi trudnostyami. Eto skopleniya galaktik s ochen' goryachim gazom vnutri.

Otmetim takzhe druguyu stat'yu s uchastiem Etienne Pointecouteau "Modeling the formation of galaxy clusters in MOND". V nei rech' idet o modelirovanii obrazovaniya skoplenii galaktik v scenariyah s modelyami MOND. Rezul'taty sravnenii s nablyudeniyami takzhe govoryat o problemah sootvetstvuyushei teorii.

Dano kratkoe izlozhenie vazhnogo otricatel'nogo rezul'tata: dannye noveishih nablyudenii pokazyvayut, chto poka ne udalos' obnaruzhit' variacii postoyannoi tonkoi struktury po nablyudeniyam spektrov vnegalakticheskih ob'ektov.

"Malen'kie vzryvy" - eto sobytiya stolknoveniya energichnyh chastic na kollaiderah - uskoritelyah na vstrechnyh puchkah. V pechati aktivno obsuzhdaetsya eta tema. Naibolee tipichnyi zagolovok "Fiziki vosproizveli Bol'shoi vzryv v laboratorii". Kak na samom dele sootnosyatsya "malen'kie vzryvy" i Bol'shoi vzryv mozhno uznat' iz etogo obzora, napisannogo odnim iz vedushih specialistov po kosmologii i fizike elementarnyh chastic.

Nazvanie govorit samo za sebya.

Sovershenno otdel'no upomyanu, chto na Astrofeste Mihail Prohorov budet delat' populyarnyi doklad na etu temu.

Stat'ya predstavlyaet soboi rasshirennuyu versiyu doklada, prochitannogo Leonidom Petrovichem v dekabre proshlogo goda v Moskve. Krome sobstvenno obzora po gravitacionnym volnam v kosmologii v rabote est' i memorial'naya chast', posvyashennaya Ya.B. Zel'dovichu.

Nauka dvizhetsya vpered.
S odnoi storony rastet tochnost' raschetov formirovaniya galaktik (i krupnomasshtabnoi struktury): nachav s masshtabov v sotni Mpk, avtory programm dobralis' uzhe do masshtaba nashei galaktiki. Sootvetstvenno, v poslednie gody neskol'ko grupp astrofizikov zanimayutsya raschetami obrazovaniya Mlechnogo Puti i ego sputnikov. Zdes' voznikla interesnaya problema. Raschety predskazyvali slishkom mnogo sputnikov (bol'she, chem nablyudaetsya).

S drugoi storony, nablyudeniya tozhe ne stoyat na meste. Postoyanno otkryvayutsya novye karlikovye galaktiki v neposredstvennoi blizosti ot nas. Krome togo, nedavno byla otkryta "temnaya galaktika" - sostoyashaya iz gaza, plotnost' kotorogo okazalas' nedostatochna dlya massovogo obrazovaniya zvezd.

V dannoi stat'e obsuzhdaetsya sleduyushii interesnyi aspekt problemy sputnikov Mlechnogo Puti. Okazyvaetsya, chto oni raspredeleny ne sfericheski-simmetrichno, a obrazuyut dovol'no-taki ploskuyu strukturu (sm. risunok vnizu).

Na risunkah pokazano polozhenie sputnikov Mlechnogo Puti (risunki vzyaty s saita www.astro.uu.se/~ns/). Odnako ploskaya struktura luchshe vydelyaetsya na sleduyushem risunke.

Risunok iz stat'i astro-ph/0410421. Zdes' special'no vybrana proekciya, yasno demonstriruyushaya, chto sputniki nashei Galaktiki lezhat prakticheski v odnoi ploskosti.

Libeskind i ego soavtory iz Velikobritanii, Kanady i Avstralii proveli chislennoe modelirovanie metodom mnogih tel (N-body) s cel'yu izucheniya prostranstvennogo raspredeleniya sputnikov galaktiki, podobnoi nashei. Rezul'taty pokazany na risunke.

Dostatochno ochevidno, chto sputniki i v samom dele obrazuyut dovol'no ploskuyu strukturu. Delo tut vot v chem. Sputniki otslezhivayut ne prosto raspredelenie temnoi materii (vse raschety provodilis' v ramkah CDM modeli). Sputniki otmechayut samye massivnye galo. Bolee melkie (o kotoryh my pisali) ostayutsya bezzvezdnymi. Massa nabiraetsya anizotropno za schet akkrecii. Vydelennye napravleniya svyazany s filomentarnoi strukturoi. Process, vklyuchayushii takuyu strukturu pokazan na risunke. Vse vremya krasnymi kruzhkami otslezhivaetsya polozhenie 11-ti naibolee massivnyh sputnikov. Krasnyi otrezok pokazyvaet masshtab (on sootvetstvuet soputstvuyushei dline 400 kpk). "Blin" obrazuetsya uzhe v samom nachale za schet kollapsa temnoi materii. Takzhe kak i v real'noi situacii v raschetah polozhenie ploskosti, v kotoroi lezhat sputniki, okazalos' prakticheski perpendikulyarnyh ploskosti galaktiki.

Linde nachal vykladyvat' svoi knigi v Arhiv!!!!!!! Nikakih kommentariev.

Dobavim, pravda, chto poyavilas' i novaya obzornaya lekciya Linde Inflation and String Cosmology.

Kratko obsuzhdayutsya sovremennye predely na massu neitrino, poluchennye po dannym kosmologicheskih issledovanii. Rezul'tat sostavyalet 0.42 eV. Eto ustupaet dannym po atmosfernym neitrino. Odnako avtor obsuzhdaet, kak v blizhaishee vremya iz kosmologii mozhno poluchit' bolee tochnye dannye.

Ul'traglubokie snimki, poluchennye na Kosmicheskom teleskope, pozvolyayut iskat' sverhnovye na krasnyh smesheniyah do 2.2. Avtory predstavlyayut rezul'taty takih poiskov. Obnaruzheno chetyre sverhnovye, odnako vse oni nahodyatsya blizhe chem z=1.4.

Obsuzhdayutsya protivorechiya mezhdu kvantovoi mehanikoi i obshei teoriei otnositel'nosti na primere kollapsiruyushih ob'ektov. Sami "Zvezdy temnoi energii" - eto al'ternativa chernym dyram.

Podcherknem, chto stat'ya bolee chem spornaya. Odnako interesnaya.

Lekcii, posvyashennye oblasti, lezhashei mezhdu sovsem uzh teoreticheskoi (prakticheski, matematicheskoi) fizikoi i nablyudeniyami (v pervuyu ochered' kosmologicheskimi). Poskol'ku eto ne special'nyi obzor, a lekcii, prochitannye na shkole, to izlozhenie bolee dostupno, chem mozhet byt' nekotorye ozhidayut. Hotya, konechno, eto i ne chtenie dlya metro.

Krome bolee-menee standartnyh idei i podhodov avtory obsuzhdayut i nekotorye radikal'nye idei. V lekciyah takzhe zatronuty takie oblasti, svyazannye s diskussiyami v svyazi s perspektivoi sozdaniya kvantovoi gravitacii, kak kosmicheskie luchi sverhvysokih energiya i variacii konstant.

Dostatochno podrobnyi obzor tekushego sostoyaniya del v opredelenii kosmologicheskih parametrov po nablyudeniyam dalekih sverhnovyh tipa Ia. Nikakih sensacii net. Nablyudeniya podtverzhdayut model' s 70-procentnym vkladom lyambda-chlena. Tem ne menee obzor interesnyi, osobenno diskussiya o vozmozhnyh problemah etogo podhoda.

Obzor bol'shoi konferencii po kosmologii. Interesno okinut' spektr idei i podhodov, sushestvuyushei v etoi burno razvivayusheisya nauke.

Vazhnoe otkrytie sdelali britanskie astronomy (populyarnoe izlozhenie sm. na saite Gazeta.Ru). Neskol'ko let nazad imi byl obnaruzhen lyubopytnyi ob'ekt v skoplenii galaktik v Deve. Vse eto vremya provodilis' povtornye nablyudeniya i ih analiz. V itoge otkryta "temnaya galaktika". Zametim, chto rech' ne idet o dalekoi protogalaktike. Eto blizkii ob'ekt v "nashem" skoplenii galaktik.

Sovremennye teorii obrazovaniya krupnomasshtabnoi struktury predskazyvayut poyavlenie znachitel'nogo chisla temnyh galaktik. Eto galo temnoi materii, plotnost' gaza v kotoryh nedostatochno velika dlya obrazovaniya zvezd (v etom-to i sostoit prichina ih "temnoty"). Odnako, kak yasno, obnaruzhit' "temnuyu galaktiku v temnom kosmose" nelegko, dazhe esli ih tam mnogo. I vot udalos' pokazat', chto takoi ob'ekt naiden.

Da, ne zrya ob etoi rabote napisali zametku v Nature. Pozhalui, osnovnoe znachenie etoi raboty sostoit v tom, chto podtverzhdaetsya odno iz vazhnyh predskazanii sovremennoi teorii obrazovaniya galaktik. Znachit, my idem v pravil'nom napravlenii.

Obzory, napisannye dlya zhurnala Science, otlichaet nauchnaya strogost' vmeste s dostupnost'yu lyudyam, neyavlyayushimsya uzkimi specialistami v dannoi oblasti. Dannaya stat'ya posvyashena inflyacionnoi kosmologicheskoi modeli. Odin iz avtorov - Alan Gus - kak izvestno, yavlyaetsya odnim iz krestnyh otcov etoi teorii. S momenta, kogda model' byla predlozhena (nachalo 80-h) ona preterpela ser'eznye izmeneniya. O sovremennom sostoyanii del (vklyuchaya nablyudatel'nye testy) mozhno prochest' v obzore.

Dlya resheniya problemy prirody temnoi energii primenyayut raznye podhody, v tom chisle i modeli s branami.

V obzore obsuzhdayutsya osnovnye idei takogo podhoda. Perechislyayutsya vazhneishie preimushestva, davaemye teoriyami s privlecheniem bran. Tak, naprimer, uskorennoe rasshirenie mozhet byt' lish' epizodom v zhizni Vselennoi, togda snimayutsya problemy, svyazannye s "bol'shim razryvom".

Sovremennaya krupnomasshtabnaya struktura Vselennoi vyrosla iz pervonachal'nyh fluktuacii plotnosti. Po dannym o raspredelenii galaktik ochen' trudno sudit' o parametrah flukuacii v rannei Vselennoi. Gorazdo luchshe dlya etoi celi podhodyat dannye, kotorye mozhno izvlech' iz nablyudenii reliktovogo izlucheniya. Imenno ob etom rasskazyvaet avtor v svoih lekciyah.

Kak vy pomnite, sovsem nedavno v neskol'kih eksperimentah byla zaregistrirovana polyarizaciya reliktovogo izlucheniya. Eto chrezvychaino vazhno, t.k. pozvolyaet "vytashit'" principial'no novuyu informaciyu. A vot o tom, chto eto za informaciya, i kak ee mozhno poluchit', chitaite v obzore.

V obzore rasskazyvaetsya o metode, kotoryi pokazal sebya ochen' effektivnym pri sravnenii dannyh nablyudenii po raspredeleniyu galaktik v bol'shih masshtabah s predskazaniyami razlichnyh teorii.

Bol'shoi horoshii obzor dlya teh, kto v samom dele hochet razobrat'sya. Obzor s formulami, no tut bez nih i ne oboidesh'sya. Horosho podobrany risunki i tablicy. V obshem, povtorimsya, dlya teh, kto hochet razobrat'sya - poleznaya vesh'!

V etoi korotkoi zametke predstavleno vvedenie k sborniku materialov konferencii "Bariony v galo temnoi materii". Odnako vazhno ukazat', chto sami materialy dostupny v elektronnom vide. Na nash vzglyad, eto seichas samyi pravil'nyi sposob. Ne stoit kazhdyi raz izdavat' tirazhom vsego v 100 ekzemplyarov dorogoi malochitaemyi tom. A vot delat' on-lainovye sborniki - ochen' polezno (pri etom dostatochno polozhit' v Arhiv vsego lish' vvedenie i ssylku). Vse eto mozhno tol'ko privetstvovat'.

Otmetim takzhe, chto materialy mnogih konferencii dostupny cherez sait pos.sissa.it/.

Novye pribory - v pervuyu ochered' rentgenovskie sputniki - dayut mnogo informacii po skopleniyam galaktik. Skopleniya, v svoyu ochered', yavlyayutsya vazhneishim elementom krupnomasshtabnoi struktury Vselennoi. A, znachit, chrezvychaino vazhny v sovremennoi kosmologii.Obo vsem etom (vklyuchaya novye fizicheskie idei) i idet rech' v obzore.

V proshlom vypuske my rasskazali ob interesneishei rabote Diemand et al. (sm. takzhe stat'yu na Granyah.Ru). Dannaya zhe rabota predstavlyaet soboi kritiku etoi raboty.

V ochen' korotkoi zametke, ch'ya sut' yasno vyrazhena uzhe zagolovkom, avtory delayut ocenki, kotorye pozvolyayut im zaklyuchit', chto obsuzhdaemye mini-galo temnoi materii s massoi poryadka massy Zemli budut razrushat'sya prilivnym obrazom za schet tesnyh sblizhenii so zvezdami. T.o. Zemlya mozhet ne prohodit' periodicheski cherez takoe mini-galo, a pryamo seichas nahodit'sya v prilivnom hvoste odnogo iz razrushennyh mini-galo..

Otvet avtorov raboty Diemand et al. na kritiku Zhang et al..

Mur i dr. polagayut, chto Zhang i ego soavtory zavysili plotnost' zvezd v galo nashei Galaktiki. Ne otricaya v principe fakta vozdeistviya zvezd, Mur i dr. pokazyvayut, chto harakternoe vremya razrusheniya mini-galo dostatochno veliko, chtoby dazhe poteryav vneshnie svoi chasti mini-galo sohranilo yadro i moglo byt' nablyudaemo kak gamma-istochnik. T.e. avtory pervonachal'noi raboty ( Diemand et al.) schitayut, chto ih osnovnye vyvody ostayutsya v sile. kotorye mogli by razrushat' mini-galo.

Issledovanie okrestnostei dalekogo kvazara s pomosh'yu Kosmicheskogo teleskopa pokazalo izbytok ob'ektov vokrug nego. Istochniki eti byli otobrany po svoim cvetovym harakteristikam takim obrazom, chto mozhno polagat', chto bol'shinstvo iz nih takzhe nahoditsya na z poryadka 6.

Esli eto rezul'tat budet podtverzhden (v pervuyu ochered' hotelos' by poluchit' dostatochno horoshie spektry ob'ektov, chtoby podtverdit' ih krasnoe smeshenie; otbor po cvetu vse-taki nedostatochno nadezhen dlya odnoznachnogo vyvoda), to eto budet otkrytiem samogo dalekogo iz izvestnyh elementa krupnomasshtabnoi struktury. Poka lish' dlya odnogo ob'ekta poluchen spektr (s pomosh'yu teleskopa Keck I). Krasnoe smeshenie okazalos' ravnym 5.970, chto podtverzhdaet pravil'nost' otbora po cvetu.

Potryasayushe interesnyi rezul'tat poluchen v rezul'tate chislennogo modelirovaniya! Gruppa shveicarskih astrofizikov schitaet, chto pervye struktury vo Vselennoi imeli massu poryadka massy Zemli (razmer byl pri etom poryadka razmera Solnechnoi sistemy). Oni pokazyvayut, chto pri realistichnyh predpolozheniyah do 10¹⁵ takih obrazovanii iz temnoi materii (iz neitralino, v dannom sluchae) dolzhny byli sohranit'sya v galo Galaktiki. Raz v neskol'ko tysyach let takoe galo dolzhno prohodit' cherez Solnechnuyu sistemu.

Avtor polagaet, chto teoriya kosmicheskih strun v primenenii k kosmologicheskim vozmusheniyam plotnosti yavlyaetsya prekrasnym primerom zdorovogo progressa v nauke. Za otnositel'no korotkii srok byla vydvinuta horosho motivirovannaya gipoteza. Zatem gipoteza byla razrabotana do urovnya polnocennoi teorii s chetkimi predskazaniyami. Predskazaniya byli provereny i otbrosheny. T.o. za neskol'ko desyatiletii teoriya proshla ves' put' "po Popperu" ot idei do musornoi korziny. Ogovorimsya. Musornye korziny byvayut raznye. V dannom sluchae teoriya sygrala bol'shuyu rol' v razvitii kosmologii (da i ne tol'ko kosmologii), poetomu razumeetsya, ne stoit prinizhat' ee znachenie!

Korotkii obzor, posvyashennyi odnoi iz al'ternaivnyh teorii v sovremennoi kosmologii. Osnovnaya sut' modeli sostoit v nebol'shoi modifikacii uravnenii Fridmana. Poluchayushayasya ploskaya Vselennaya rasshiryaetsya s uskoreniem bezo vsyakogo vklada "vakuumnogo chlena". Mozhno obsuzhdat' razlichnye interpretacii predlozhennoi teorii. Naprimer, model' mozhet rabotat' v "mire bran", t.e. v ramkah populyarnoi seichas teorii o "zhizni na brane".

Konechno, perevod zagolovka stat'i ne vpolne adekvaten, tem ne menee, na nash vzglyad, on "catchy" i peredaet smysl proishodyashego: nuzhno imenno chto razobrat'sya s etim fenomenom.

Ne budem pereskazyvat' soderzhanie obzora. V nem opisany osnovnye dostizheniya, problemy i plany, svyazannye s temnoi energiei.

Navernoe, mnogim pamyatna diskussiya, razgorevshayasya posle publikacii raboty Luminet s soavtorami v Nature. V etom obzore on daet svodku rezul'tatov (i podhodov) svyazannyh s izucheniem topologii Vselennoi po dannym o reliktovom izluchenii.

Predskazaniya teorii pervichnogo nukleosinteza mozhno proveryat' po dannym izmerenii obiliya nekotoryh elementov. V svoyu ochered', teoriya zavyazana na svoistva reliktovyh neitrino. Znachit, mozhno prokinut' mostik ot nablyudenii obiliya elementov k svoistvam neitrino.

Kratko opisany osnovnye metody kosmologicheskogo modelirovaniya metodom mnogih tel (N-body). Poskol'ku dannye po krupnomasshtabnoi strukture yavlyayutsya odnim iz kitov, na kotoryh stoit sovremennaya kosmologiya, sovetuem oznakomit'sya s etim obzorom.

Fakticheski vse, chto nuzhno znat' dlya analiza anizotropii reliktovogo izlucheniya, sobrano v etom obzore.

V avguste v Koree proshla konferenciya, posvyashennaya v osnovnom magnitnym polyam na bol'shih masshtabah. Pod poslednimi ponimayutsya razmery bolee megaparseka, t.e. rech' idet o polyah v masshtabah skoplenii galaktik, o mezhgalakticheskih polyah i t.d. Informacii zdes' sovsem nemnogo, t.k. polya slaby, i nablyudat' ih ochen' neprosto. Sobstvenno, avtor kratko obsuzhdaet imenno selektivnost' nashih znanii o krupnomasshtabnyh magnitnyh polyah.

Dumaetsya, chto v blizhaishee vremya poyavitsya eshe nemalo statei, napravlennyh v materialy etoi konferencii.

Osnovnaya tema obzora - ispol'zovanie dannyh po reliktovomu izlucheniyu v kosmologii. Kratko opisano chto i kak mozhno uznat' o nashei Vselennoi iz nablyudenii mikrovolnovogo fona, opisana standartnaya model' i rassmotreno, chto my mozhem ozhidat' v techenie blizhaishih 10 let v etoi oblasti astrofiziki.

Kratko obsuzhdayutsya osnovnye kandidaty v temnuyu materiyu. Rassmatrivayutsya v tom chisle i ekzoticheskie, no aktivno diskutiruemye, vozmozhnosti.

Obzor ochen' horosho strukturirovan, i ego vsyacheski mozhno rekomendovat'. Bol'shoe kolichestvo ssylok pomozhet naiti pervoistochniki obsuzhdaemyh idei ili zhe vazhnye sovremennye original'nye publikacii po sootvetstvuyushim voprosam.

Naravne s dannymi po reliktovomu izlucheniyu i pervichnomu nukleosintezu issledovaniya krupnomasshtabnoi struktury yavlyayutsya odnim iz stolpov, na kotoryh stoit zdanie sovremennoi kosmologii. S teoreticheskoi tochki zreniya rassmotrenie modelei obrazovaniya galaktik i ih skoplenii i sverhskoplenii svoditsya v osnovnom kak raz k metodu mnogih chastic (N-Body simulations). V stat'e provoditsya obstoyatel'nyi obzor dannogo metoda komp'yuternogo modelirovaniya.

Otmetim, chto poyavilos' eshe neskol'ko obzorov, kotorye budut napechatany v special'nom vypuske Current Science.

Stat'ya o fizike chastic, vzaimodeistvuyushih s kondensatom (t.e. s temnoi energiei). Dannaya model' daet celyi ryad predskazanii, u nee net malyh parametrov, no ona, konechno, trebuet proverki.

Soglasno inflyacionnoi teorii, nachal'nye kvantovye vozmusheniya v moment bol'shogo vzryva na stadii inflyacii prevrashayutsya v ochen' shirokii spektr vozmushenii: ot mikroskopicheskih do prevyshayushih (vozmozhno na mnogo poryadkov) sovremennyi razmer Vselennoi (Habblovskii radius). Osnovnoi ideei dannoi zametki yavlyaetsya utverzhdenie, chto sverh-Habblovskie vozmusheniya okazyvayut vpolne nablyudaemoe vozdeistvie na kosmologicheskie processy v nablyudaemoi nami oblasti Vselennoi.

[Zametim, chto k takim zhe vyvodam po dannomu voprosu prishli okolo 15 let nazad ryad avtorov, naprimer, L.P.Grishuk.]

Avtory izuchili evolyucii sistemy domennyh stenok v dvuh, treh I chetyrehmernyh prostranstvah.

Vypusk 90: Obzory

Sverhnovye tipa Ia yavlyayutsya prekrasnymi standartnymi svechami s dostatochnoi dlya kosmologicheskih issledovanii yavkost'yu. S ih pomosh'yu byli prodelany sleduyushie izmereniya: postoyannaya Habbla - H₀=72+/-8 km/s/Mpk (po sverhnovym s z<0.1); plotnost' Vselennoi i kosmologicheskaya postoyannaya - Ω_Λ=0.72 i Ω_M=0.28 (primerno po 200 sverhnovym); vozrast Vselennoi t=13.1+/-1.5 Gyr (po sverhnovym s z=1.0-1.7). Srednee vremya mezhdu obrazovaniem zvezdy i vspyshkoi ee kak sverhnovoi (tipa Ia) sostavlyaet primerno 3 milliarda let.

V obzore vy naidete eshe mnogo interesnogo.

V etom obzore rassmotreny mehanizmy obogasheniya metallami v galaktikah na srednih i bol'shih krasnyh smesheniyah, vklyuchaya tempy zvezdoobrazovaniya, pogloshenie pyl'yu, kinematiku i himicheskih sostav mezhzvezdnoi sredy v galaktikah s moshnym zvezdoobrazovaniem. Na malyh krasnyh smesheniyah z=0-3 temp obogasheniya metallami sostavlyaet ΔZ/Δz=0.18-0.26 dex, chto gorazdo nizhe predskazyvaemogo kosmologicheskimi modelyami na bolee rannih etapah.

Izuchenie Mirov-na-brane - populyarnoe napravlenie sovremennoi kosmologii, v kotorom nashe 4-mernoe prostranstvo-vremya predpolagaetsya vlozhennym v ob'emlyushee prostranstvo bol'shei razmernosti. Avtor rassmatrivaet tol'ko 5-mernye prostranstva, a osnovnoe vnimanie udelyaet svoistvam gravitacii v etih mirah i osobennostyam ih kosmologii.

Standartnyi scenarii pervichnogo nukleosinteza, parametry kotorogo vyvedeny iz nablyudenii anizotropii reliktovogo izlucheniya (po dannym WMAP) predskazyvaet opredelennoe obilie izotopov ⁶Li i ⁷Li. Pri etom obilie ⁷Li primerno na tri poryadka vyshe, chem nablyudaemoe v samyh bednyh metallami zvezdah, a obilie ⁶Li, naoborot, na tri poryadka nizhe, chem v etih zvezdah.

V obzore obsuzhdaetsya vozmozhnost' razresheniya dannogo protivorechiya v ramkah standartnogo scenariya pervichnogo nukleosinteza.

Korotkii obzor, v kotorom predstavleny osnovnye kosmologicheskie modeli dlya mira na brane. Vnimanie: obzor korotkii, no formul mnogo!

Vse pomnyat, kakoi byl rezonans posle publikacii pervyh rabot po Bol'shomu razryvu. V dannoi rabote avtory predstavlyayut novyi analiz, prodolzhayushii raschety Caldwell & Co.

Ochen' hochetsya predvarit' opisanie rezul'tatov frazoi v duhe "Bol'shoi razryv nastupit namnogo ran'she". Da, rezul'taty svodyatsya k tomu, chto Razryv, skazhem, Mlechnogo Puti proizoidet na 60 millionov let ran'she, chem po raschetam Caldwell i dr. Odnako, uchityvaya, chto rech' idet o milliardah let, bespokoit'sya ne o chem.

Podrobnee o modeli s Bol'shim Razryvom mozhno prochest' zdes'.

Chto takoe "kosmicheskaya struna" - vsem horosho izvestno. Poetomu ob avtore. Kibbl - tvorec kosmicheskih strun (tochnee koncepcii).

Lekciya posvyashena nekotoromu renessansu. Neskol'ko let nazad schitalos', chto kosmicheskie struny polnost'yu "zakryty". Dannye (v pervuyu ochered' nablyudeniya kosmicheskogo mikrovolnovogo fona) nalagayut slishkom zhestkie ogranicheniya na ih sushestvovanie. Odnako seichas Kibbl polon entuziazma i nadezhd. Svyazyvaet on eto s dvumya rabotami po gravitacionnomu linzirovaniya.

Vo-pervyh, eto nablyudeniya sluchaya neobychnogo linzirovaniya (Sazhin i dr. 2003). Odnoi iz vozmozhnyh interpretacii kak raz yavlyaetsya kosmicheskaya struna. Vo-vtoryh, eto nablyudeniya kolebanii yarkosti u nekotoryh gravitacionnyh linz (Schild et al. 2004).

Ponyatno, chto avtoru idei ochen' hochetsya uvidet' nablyudatel'nye podtverzhdeniya teorii. Odnako poka rano govorit', chto kosmicheskie struny otkryty. No vozrozhdenie interesa k etim ob'ektam mozhet privesti k novym otkrytiyam. naprimer, v fizike kosmicheskih luchei sverhvysokih energii.

Kaemsya, ne uvereny, chto perevod nazvaniya adekvaten. Odnako stat'ya privlekla nashe vnimanie tem, chto vsego na pyati stranicah dostupno izlozhena koncepciya odnogo iz tipov temnoi energii, ideya kotorogo byla predlozhena sovsem nedavno.

Hameleony - skalyarnye polya. Nazvanie svyazano s tem, chto massa polya zavisit ot okruzheniya (kak okraska hameleona). T.e. vklad hameleonov v temnuyu energiyu izmenyaetsya s evolyuciei vselennoi. Krome togo, dazhe v dannyi moment vremeni massa hameleona budet zaviset ot okruzhayushego veshestva (t.e., naprimer, na Zemle v laboratorii ona budet ne takoi, kak v kosmose). I imenno v etom vidyat prityagatel'nost' modeli.

Kak obychno rekomenduem disertaciyu v kachestve podrobnogo obstoyatel'nogo obzora.

V nastoyashee vremya sushestvuet proekt, cel'yu kotorogo yavlyaetsya obnaruzhenie i issledovanie galaktik na z>7 s pomosh'yu gravitacionnogo linzirovaniya. V etom sluchae skopleniya galaktik ispol'zuyutsya kak svoeobraznyi teleskop: massa veshestva skopleniya fokusiruet svet, idushii ot galaktiki, lezhashei daleko za skopleniem. V stat'e predstavleny pervye poluchennye rezul'taty.

Rezul'taty svodyatsya k spisku kandidatov. Vyyavlenie iskazhennyh izobrazhenii dalekih galaktik na fone skopleniya yavlyaetsya ochen' trudnoi zadachei, poetomu avtory podrobno (naskol'ko eto vozmozhno v materialah konferencii) opisyvayut metodiku otbora.

Samyi interesnyi kandidat - A1835-1916, kotoryi, vozmozhno, nahoditsya na z=10.

Bol'shoi horoshii obzor po skopleniyam galaktik. V osnovnom avtor govorit o krupnomasshtabnoi strukture i svyazannyh s neyu aspektah evolyucii Vselennoi, a takzhe ob obrazovanii pervyh zvezd i galaktik.

Otmetim takzhe vtoroi svezhii obzor: svyazannyi so skopleniyami galaktik Magnetic Field in Clusters of Galaxies.

Bol'shoi obzor po kosmologii, napisannyi na dostupnom urovne. Nachinaetsya vse s samyh azov i zakanchivaetsya kvintessenciei i prochimi novomodnymi modelyami.

V paru horosho prochest' eshe odin obzor.

Eto opyat'-taki lekcii dlya nespecialistov! Poetomu prochtenie oboih obzorov vmeste privetstvuetsya. Pravda, v etom obzore uzhe soderzhatsya nekotorye tehnicheskie (matematicheskie) slozhnosti. On napisan dlya nespecialistov imenno v kosmologii, no v ostal'nom kak raz podrazumevaetsya bolee chem horoshaya fiz-mat podgotovka.

Esli v galo Galaktiki est' temnaya materiya, to annigilyaciya ee chastic budet davat' pozitronnyi potok. Eto mozhno budet nablyudat' s pomosh'yu kosmicheskih eksperimentov AMS-02 i PAMELA (PAMELA, kstati, sozdaetsya s uchastiem rossiiskih uchenyh, v chastnosti iz MIFI, i prototip etogo apparata - NINA - uzhe uspeshno porabotal).

Avtory obsuzhdayut neskol'ko konkretnyh kandidatov v temnuyu materiyu i, sootvetstvenno, delayut nekotorye predskazaniya otnositel'no vozmozhnogo detektirovaniya pozitronnogo signala.

Kak yasno iz nazvaniya, stat'ya rasskazyvaet o tom, kakie kosmologicheskie zadachi mozhno reshat' s pomosh'yu SKA. Osnovnoi upor delaetsya na to, chto vsego za god SKA smozhet sdelat' obzor dostupnoi poloviny neba. Budut polucheny dannye po neskol'kim milliardam istochnikov (!). Rezul'taty izmerenii dlya milliarda galaktik na krasnom smeshenii z<1.5 pozvolit poluchit' vazhneishie dannye ob ih skuchivanii, t.e. o svoistvah krupnomasshtabnoi struktury.

Ne vydelyaya v otdel'nuyu zametku otmetim takzhe stat'yu Probing the Dark Ages with the Square Kilometer Array, posvyashennuyu blizkoi tematike.

S nachalom XXI veka sovpalo prevrashenie semeistva blizkih Standartnyh Kosmologicheskih Modelei v odnu gorazdo bolee konsolidirovannuyu. Eto svyazano s verifikaciei dannoi modeli na gorazdo bolee tochnyh astronomicheskih dannyh. Avtory rassmatrivayut svyaz' bazovyh fizicheskih koncepcii s sovremennymi kosmologicheskimi modelyami. Osnovnye temy? Zatronutye v obzore:

• OTO i kosmologicheskie konstanty;
• Kosmologicheskii princip i model' Fridmana-Robertsona-Uokera;
• Habblovskaya diagramma i temnaya energiya;
• Krupnomasshtabnaya struktura i temnaya materiya;
• Reliktovoe izluchenie, pervichnyi nukleosintez i inflyaciya.

Prohozhdenie izlucheniya cherez elementy krupnomasshtabnoi struktury (skopleniya galaktik i filamenty) vyzyvaet izmenenie struktury reliktovogo fona. Eti izmeneniya ohvatyvayut vse masshtaby, vplot' do kvadrupolya. Krome togo, posle Podobnogo rasseyaniya fonovoe izluchenie okazyvaetsya polyarizovannym. Maksimum polyarizacii budet prihodit'sya na masshtaby s l=560--20000.

CAPMAP - Cosmic Anisotropy Polarization MAPper. Eto nazemnyi amerikanskii proekt po izmereniyu polyarizacii kosmicheskogo mikrovolnovogo fona. V stat'e predstavleny rezul'taty pervogo sezona nablyudenii. Poka est' signal lish' na urovne 2-3 standartnyh otkloneniya, t.e. eto eshe ne otkrytie.

Obsuzhdayutsya dostizheniya i problemy v takoi aktual'noi oblasti sovremennoi astrofiziki kak obrazovanie pervyh struktur.

S obrazovaniem pervyh ob'ektov svyazano mnogo zagadok. Hotya my znaem uzhe galaktiki na z=10, tem ne menee my tak i ne vidim samye pervye istochniki izlucheniya. Sovremennaya teoriya schitaet, chto eto byli massivnye zvezdy, no hochetsya bol'she yasnosti... My znaem, chto aktivnost' kvazarov navernyaka svyazana so sverhmassivnymi chernymi dyrami, i my vidim kvazary na krasnyh smesheniyah 5-7. Odnako, neponyatno, kak chernye dyry uspeli nabrat' bol'shuyu massu za stol' malyi otrezok kosmicheskoi evolyucii...

Voprosov mnogo. Mnogie iz nih obsuzhdayutsya v obzore.

V lekcii rassmotreny fazovye perehody, proishodyashie v rannei vselennoi po mere ee rasshireniya (i sootvetstvuyushih padenii temperatury i plotnosti). Tekst napolnen mnozhestvom formul, poetomu chtenie budet sovsem ne legkim ...

Magnetizm (elektromagnetizm) - odno iz chetyreh fundamental'nyh fizicheskih vzaimodeistvii. Odnako proishozhdenie magnitnyh polei v zvezdah, galaktikah i ih skopleniyah vo mnogom ostaetsya otkrytoi problemoi. Chto porodilo nachal'nye magnitnye polya? Sovremennye polya voznikli iz nachal'nyh cherez dinamo-effekty ili deistvovali drugie mehanizmy? Na eti i drugie voprosy pytaetsya otvetit' avtor dannogo obzora.

Metr astrofiziki HH veka Dzheremi Ostraiker rasskazyvaet o sovremennom sostoyanii nablyudatel'noi kosmologii. Rassmatrivayutsya izmeneniya, proizoshedshie s nachalom "epohi vysokotochnoi kosmologii". Rassmatrivayutsya voprosy tochnosti opredeleniya kosmologicheskih parametrov po nablyudeniyam anizotropii mikrovolnovogo fona i krupnomasshtabnoi struktury.

Yarkii rentgenovskii istochnik obnaruzhen s borta Chanda vsego v 8" sekundah ot yadra seifertovskoi galaktiki vtorogo tipa NGC 7319. Krasnoe smeshenie istochnik (tochnee ego opticheskogo kounterparta) sostavlyaet z=2.114, a ego rentgenovskaya svetimost', sootvetstvenno, L_x=1.5x10⁴⁰ erg/s.

Nablyudeniya na teleskope VLN so spektrografom UVES linii zheleza FeII v spektre kvazara Q1101-264 na z=1.839 dalo ogranichenie na peremennost' postoyannoi tonkoi struktury α: dα/α=(4.3+/-7.8)x10^-6. Nablyudeniya ob'ekta HE0515-4414 na z=1.15 dalo dα/α=(0.7+/-3.1)x10^-6. Eti nablyudeniya otvergayut peremennost' α i ne soglasuyutsya so znachimym rezul'tatom, poluchennym na teleskope Keck/HIRES: dα/α=(-5.7+/-1.1)x10^-6.

Uran goryachee, chem dolzhen byt'. Istochnik etogo nagreva neizvesten. Esli predpolozhit', chto on vyzyvaetsya annigillyaciei (vnutri Urana) chastic temnoi materii, to poluchitsya nizhnee ogranichenie na sechenie vzaimodeistviya temnoi i obychnoi materii.

Do poslednego vremeni kanonicheskim znacheniem srednego vremenem zhizni neitrona schitalas' velichina t_n=885.7+/-0.8 c. Odnako poslednie eksperimenty s ul'raholodnymi neitronami, zahvachennymi v gravitacionnuyu potencial'nuyu yamu, dayut nemnogo drugoi rezul'tat: t_n=872+/-1.5 c. Takoe neznachitel'noe (~1%) izmenenie vremeni poluraspada neitrona mozhet imet' sushestvennye posledstviya dlya pervichnogo nukleosinteza: delo v tom, chto otnoshenie chisla (svobodnyh) neitronov k chislu protonov v moment nukleosinteza eksponencial'no zavisit ot ukazannogo parametra.

Naskol'ko sil'no menyayutsya vyrabatyvaemye kolichestva ⁴He i ⁷Li i sootvetstvuet li eto nablyudeniyami, obsuzhdaetsya v dannoi stat'e.

Parallel'nye Vselennye interesuyut ne tol'ko fantastov, no i fizikov (i astronomov). I hotya eti zametki nazvany "filosofskimi", no rassmatrivayutsya v nih vpolne fizicheskie voprosy:

• prichina tonkoi podgonki kosmologicheskih parametrov;
• vybor mirov iz vozmozhnyh sluchainyh raspredelenie;
• antropnyi princip v parallel'nyh mirah;
• scenarii obrazovaniya parallel'noi Vselennoi;
• i ryad drugih.

Antropnyi princip yavlyaetsya ochen' populyarnym sposobom ob'yasneniya nekotoryh kosmologicheskih paradoksov. Napomnim sut'. Esli nekotorye fizicheskie parametry mogut prinimat' razlichnye znacheniya, odnako lish' dlya nekotoryh iz nih vozmozhno sushestvovanie nablyudatelei (t.e. nas s vami), to nablyudat' my s vami budem imenno takuyu vselennuyu, gde nashe sushestvovanie vozmozhno.

Za poslednie gody antropnyi princip poluchil nekotoroe razvitie, i v stat'e vy naidete bolee prodvinutoe antropnoe rassuzhdenie na temu "pochemu kosmologicheskaya postoyannaya imenno takova". v sleduyushei stat'e privoditsya konstruktivnaya kritika antropnogo principa....

Kritika antropnogo principa, privodimaya v dannoi stat'e, osnovyvaetsya na utverzhdenii o tom, chto princip ne mozhet dat' nikakih fal'sificiruemyh predskazaniya, a potomu ne mozhet yavlyat'sya chast'yu nauki (ochevidno v popperovskom ponimanii etogo slova). Stat'ya ves'ma i ves'ma interesna. Odnako zametim, chto vse-taki antropnyi princip UZhE daval vernye fal'sificiruemye predskazaniya. Poetomu problema v tom kak i v kakoi oblasti princip primenyaetsya.

V nachale 20 veka Mah predpolozhil, chto inerciya lyubogo tela vyzvana ego vzaimodeistviem s udalennymi telami Vselennoi, a v pustom mire dvizhenie tel byli by bezynercionnymi. Etot princip ploho sochetaetsya s Obshei Teoriei Otnositel'nosti Einshteina, no po-prezhnemu vyzyvaet interes kak u fizikov, tak i u filosofov.

V dannom obzore princip Maha rassmotren s tochki zreniya sovremennoi fiziki.

Chasticy temnoi materii ochen' slabo vzaimodeistvuyut s obychnym veshestvom, inache by ih uzhe davno obnaruzhili i issledovali. Do sih por ne yasno, kakoi imenno sort chastic (ili sorta) obrazuyut temnoe veshestvo i, sootvetstvenno, v kakie specificheskie dlya dannyh sortov chastic reakcii oni mogut vstupat'. No vse modeli predskazyvayut, chto "temnye" chasticy budut rasseivat'sya na obychnom veshestve (protonah, neitronah, elektronah i sostavlennyh iz nih yadrah i atomah). Eshe odnoi slozhnost'yu poiska podobnyh chastic, yavlyaetsya nalichie pochti izotropnogo i pochti stacionarnogo ih fona, kotoryi nado vydelit' na fone teplovyh i prochih shumov detektora.

V celom ryade eksperimentov (kak zakonchennyh, tak i planiruemyh) obnaruzhenie temnoi materii bylo libo osnovnoi cel'yu, libo pobochnoi vozmozhnost'yu.

Tablica zavershennyh i prodolzhayushihsya eksperimentov

A sam obzor ochen' interesnyi i ponyatnyi.

Vot vpolne nauchnyi primer postroeniya al'ternativnoi kosmologicheskoi teorii, v kotoroi skorost' sveta menyaetsya so vremenem (s vozrastom Vselennoi). Rekomenduyu prochitat' etu stat'yu vsem, interesuyushimsya gravitaciei, kak s ortodoksal'nyh, tak i s al'ternativnyh pozicii. Pravda v etoi stat'e dostatochno slozhnaya matematika (kak i v drugih stat'yah dannogo napravleniya).

Prosteishaya, standartnaya model' pervichnogo nukleosinteza (Big Bang Nucleosynthesis =BBN) predpolagaet nalichie 3 sortov neitrino i otsutstvie sushestvennoi asimmetrii elektronnyh neitrino. Pri takih predpolozheniyah v etoi modeli ostaetsya tol'ko odin parametr: otnoshenie chisla barionov k chislu fotonov η. Znaya zavisimost' kolichestva pervichnyh nuklidov (D, ⁴He, ⁷Li, ³He) mozhno popytat'sya opredelit' znachenie η. No opredelit' kolichestva pervichnyh nuklidov ne prosto: popadaya v zvezdy nekotorye iz nih oni vygorayut, a mezhzvezdnaya sreda (s pervichnymi elementami) zasoryaetsya (vetrom teh zhe zvezd). V ne standartnyh BBN-modelyah bol'she svobody i parametrov. Vse eto rassmatrivaetsya v obzore, ob'em kotorogo rasschitan na nebol'shuyu peshehodnuyu progulku.

Opisyvaetsya proekt SNAP: The Supernova / Acceleration Probe. Ideya sostoit v nablyudenii bol'shogo chisla dalekih sverhnovyh pervogo tipa (Ia) s pomosh'yu specializirovannogo dvuhmetrovogo kosmicheskogo teleskopa. Proekt dolzhen otnablyudat' neskol'ko tysyach na krasnyh smesheniyah do 1.7. Eti dannye pozvolyat poluchit' sushestvenno bolee tochnye parametry temnoi energii.

Obzor po temnoi energii dlya nespecialistov mozhno naiti v svezhei rabote A. Dolgova Problems of vacuum energy and dark energy.

Ideya o tom, kak opredelit' postoyannuyu Habbla (H) po nablyudeniyam odnoi kosmologicheskoi gravitacionnoi linzy, byla vyskazana okolo 20 let nazad. Togda eto byl novyi nezavisimyi ot imeyushihsya shkal rasstoyanii metod opredeleniya dannogo kosmologicheskogo parametra. Krome togo predpolozheniya, trebuemye dlya provedeniya podobnogo eksperimenta, vnosili dostatochno maluyu pogreshnost' v velichinu H. Segodnya postoyannaya Habbla opredelena neskol'kimi nezavisimymi metodami, v tom chisle i po ryadu gravitacionnyh linz.

V dannoi rabote issledovana linzirovannaya sistema CLASS B0218+357, soderzhashaya radiotihuyu galaktiku. Dlya polucheniya H ispol'zuetsya informaciya tol'ko o polozhenii nablyudaemyh izobrazhenii galaktiki otnositel'no linzy, rasstoyanie mezhdu dvumya samymi yarkimi izobrazheniyami kotoroi sostavlyaet 334 mas. Postoyannaya Habbla, poluchennaya po etoi linze, ravna:

Ochen' korotkaya zametka v trudah konferencii. My vydelyaem ee potomu, chto uzhe v abstrakte kompaktno i chetko perechisleny osnovnye elementy i trudnosti v modelirovanii processa formirovaniya galaktik i skoplenii, a takzhe vozmozhnye puti razresheniya etih problem.

Trudnosti svyazany s pravil'nym uchetom ohlazhdeniya gaza za schet izlucheniya i nagreva gaza za schet obratnogo vliyaniya obrazuyushihsya zvezd. Dlya vosproizvedeniya nablyudayushihsya svoistv galaktik neobhodim kakoi-to dopolnitel'nyi mehanizm nagreva. Vozmozhno, on svyazan s aktivnost'yu galakticheskogo yadra.

Podrobno rassmatrivaetsya odna iz al'ternativ inflyacii. Dannaya model' osnovyvaetsya na ves'ma nestandartnoi fizike. Razumeetsya, obsuzhdayutsya puti eksperimental'noi proverki pravil'nosti predlozhennoi modeli.

Sm. takzhe vtoruyu svezhuyu stat'yu etogo avtora, posvyashennuyu al'ternativnoi teorii gravitacii: "Modified Gravitational Theory and Galaxy Rotation Curves" (gr-qc/0404076)

Antropnyi princip glasit: "sushestvovanie vo Vselennoi takoi slozhnoi i hrupkoi fizicheskoi sistemy kak chelovek, a takzhe neobhodimyh dlya ego estestvennogo vozniknoveniya uslovii, nakladyvaet na svoistva okruzhayushego nas mira ochen' zhestkie ogranicheniya" (Formulirovka nasha).

Teper' vernemsya k stat'e: v okruzhayushem nas mire nablyudaetsya horosho razvitaya krupnomasshtabnaya struktura (stenki/voidy, (sverh)skopleniya galaktik, prosto galaktiki - v odnoi iz kotoryh my i zhivem). No razvivat'sya takaya struktura mogla tol'ko v mire, gde plotnost' veshestva prevyshala plotnost' temnoi energii (Lyambda-chlena). Rost krupnomasshtabnoi struktury prakticheski ostanovilsya v poslednie neskol'ko milliardov let, a v budushem on budet eshe slabee.

Takoi zhe effekt okazyvaet na rost struktury massa kosmologicheskih neitrino: esli summarnaya massa treh sortov neitrino budet prevyshat' 1-3 eV, nablyudaemaya krupnomasshtabnaya struktura prosto ne vozniknet.

A teper' posmotrim prichem zdes' antropnyi princip: predpolozhim, chto plotnost' temnoi energii (znachenie Lyambda-chlena) i massy neitrino menyayutsya v razlichnyh chastyah Vselennoi. [Zdes' rech' idet ob ochen' udalennyh chastyah Vselennoi i ob ochen' medlennom izmenenii znacheniya ukazannyh velichin v prostranstve. Na masshtabah poryadka gorizonta nashego mira i dazhe na v neskol'ko poryadkov bOl'shih, ukazannye parametry ostayutsya postoyannymi.] Budem predpolagat', chto eti dva parametra menyayutsya sluchainym obrazom i nezavisimo drug ot druga. Kakova veroyatnost' poluchit' to sochetanie parametrov, kotoroe nablyudaetsya v nashei lokal'noi Vselennoi?

Vot eto mozhno podschitat' s pomosh' antropnogo principa. My mozhem polozhit' veroyatnost' realizacii opredelennogo sochetaniya kosmologicheskih parametrov proporcional'noi chislu nablyudatelei, prisutstvuyushih v oblastyah vselennoi s takimi znacheniyami parametrov. Etu veroyatnost' mozhno predstavit', kak proizvedenie treh somnozhitelei:

1. sobstvennogo ob'ema dannoi chasti Vselennoi (skorost' rasshireniya kotoroi i, sledovatel'no, ob'em zavisyat ot velichiny Lyambda-chlena i massy neitrino);
2. kolichestva galaktik v edinice ob'ema (etot parametr zavisit ot skorosti rosta vozmushenii plotnosti);
3. chisla nablyudatelei v kazhdoi galaktike.

Poslednii iz somnozhitelei avtory prosto polozhili proporcional'nym chislu zvezd v galaktike, t.e. ee masse. (Takim obrazom oni vybrosili osnovnuyu chast' ogranichenii, kotorye mozhno vyvesti sobstvenno iz sushestvovaniya cheloveka, no avtory ne biologi, a astrofiziki.) Pervye zhe dva chlena mozhno vychislit' teoreticheski, chto i bylo sdelano v stat'e.

Vyvody: samoe horoshee soglasie s nablyudeniyami dostigaetsya pri nenulevyh massah neitrino (2-9 eV).

Nekotorye sovremennye teorii elementarnyh chastic utverzhdayut, chto krome nashego mira, v kotorom vse tela sostoyat iz izvestnyh nam fotonov, protonov, elektronov i t.d. v etoi zhe samoi Vselennoi mozhet sushestvovat' eshe odin, takoi zhe po raznoobraziyu svoistv mir, postroennyi iz drugih chastic, kotorye nazyvayut "zerkal'nymi" (otsyuda "zerkal'noe veshestva" i "zerkal'naya vselennaya"). Nabor zerkal'nyh chastic i ih vzaimodeistviya mezhdu soboi mogut byt' takimi zhe (strogo ili priblizhenno) kak v nashem mire ili zhe mogut sovershenno ot nih otlichat'sya. Osnovnoi osobennost'yu zerkal'nyh chastic yavlyaetsya to, chto s normal'nym veshestvom oni vzaimodeistvuyut libo tol'ko gravitacionno, no eto ochen' zhestkoe ogranichenie, posle vvedeniya kotorogo ostaetsya sovsem malo interesnoi fiziki. Poetomu v poslednee vremya pri rassmotrenii zerkal'nyh teorii dopolnitel'no predpolagayut nalichie (slabogo) smeshivaniya obychnyh i zerkal'nyh chastic. Eto oznachaet, chto pri nekotoryh usloviyah zerkal'nye neitrino ili (kak v etoi stat'e) fotony mogut prevrashat'sya v sootvetstvuyushie obychnye chasticy i naoborot. Nikakoe drugoe vzaimodeistvie mezhdu obychnym i zerkal'nym veshestvom nevozmozhno (t.e. my ego ne mozhem dazhe napryamuyu uvidet').

Esli zerkal'noe veshestvo vo svoim (vnutrennim) svoistvam pohozhe na nashe, to iz nego budut obrazovyvat'sya galaktiki (zerkal'nye), v nih zvezdy, a massivnye zerkal'nye zvezdy budut zakanchivat' svoyu evolyuciyu vzryvami sverhnovyh (v zerkal'nom mire). Prichem obychnye i zerkal'nye galaktiki budut skoree vsego sovpadat' (oba sorta veshestva budut raspolozheny v obshei gravitacionnoi potencial'noi yame), a otdel'nye zvezdy - raspolagayutsya nezavisimym obrazom.

Pri vzryve zerkal'noi sverhnovoi vydelyaetsya potok energii, v osnovnom v neitrino i fotonah. Chast' etih zerkal'nyh fotonov mozhet prevratit'sya v obychnye. A voznikayushaya "na pustom meste" sverhmoshnaya vspyshka izlucheniya mozhet ob'yasnit' nekotorye nablyudaemye v kosmose interesnye fenomeny.

Avtory stat'i privodyat tri takih yavleniya:

• "Velikii Annigillyator" - istochnik pozitronov v centre Galaktiki, nablyudaemyi po annigilyacionnoi linii 511 keV;
• gamma-vspleski i
• sverhnovye.

A voobshe stat'ya ochen' prostaya i prozrachnaya.

Ochen' krasivaya model' dodekaedral'noi Vselennoi so slozhnoi topologiei (mozhet byt' slishkom krasivaya, dlya togo chtoby byt' vernoi), predlozhennaya dlya ob'yasneniya nekotoryh svoistv anizotropii reliktovogo izlucheniya, obnaruzhennyh v eksperimente WMAP, predskazyvaet sushestvovanie "krugov-na-nebesnoi-sfere", v kotoryh temperatura relikta vedet sebya odinakovym obrazom.

Krugi-na-nebe s sovpadayushim povedeniem anizotropii relikta
(risunok iz raboty astro-ph/9801212)

Eti krugi iskali, no ne nashli (sm. astro-ph/0310233). Odnako ideya slishkom horosha, chtoby otkazyvat'sya ot nee tak prosto: v rabote astro-ph/0403036 bylo sdelano utverzhdenie, chto iz-za dvizheniya Zemli (i Solnca, i Galaktiki) otnositel'no reliktovogo izlucheniya (so skorost'yu primerno 1000 km/s) krugi prevrashayutsya v ellipsy, iz-za chego oni i ne byli obnaruzheny.

⇒

Tak vot: po-vidimomu, eta rabota ne verna. Bolee tshatel'noe rassmotrenie, prodelannoe v dannoi stat'e, pokazalo, chto forma krugov ne izmenitsya (oni ostanutsya pravil'nymi krugami), no zato ot dvizheniya Galaktiki zavisyat ih razmery i polozheniya centrov na nebe.

To est', ne smotrya na oshibku, obshii vyvod stat'i astro-ph/0403036 ne izmenitsya: krugi mogli ne naiti iz-za ukazannyh iskazhenii. I u gipotezy dodekaedral'noi Vselennoi eshe est' shans vyzhit'.

Nebol'shoi obzor po inflyacionnoi kosmologii. Ego glavnaya osobennost' v tom, chto on napisan Alanom Gusom - odnim iz "otcov-osnovatelei" Inflyacii.

V obzore rassmotreno sovremennoe sostoyanie neitrinnoi kosmologii: ot momenta otsoedineniya neitrino ot veshestva i sushestvovaniya steril'nyh neitrino, do effektov, proyavlyayushihsya v krupnomasshtabnoi strukture i reliktovom izluchenii. Osoboe vnimanie avtor udelyaet "izmereniyu mass" neitrino po kosmologicheskim dannym.

Ideya etoi stat'i ochen' prosta: izluchenie, predstavlyayushee soboi summu potokov ot istochnikov s chernotel'nymi spektrami s raznoi temperaturoi, samo chernotel'nym ne yavlyaetsya. A my nablyudaem reliktovoe izluchenie iz dvizhusheisya sistemy otscheta, v rezul'tate chego poyavlyaetsya dipol'naya anizotropiya s amplitudoi pryadka 10^-3. Sledovatel'no, v spektre reliktovogo izlucheniya, nablyudaemogo v shirokom pole zreniya, budet iskazheno, tipichnye otkloneniya budut sostavlyat' neskol'ko desyatkov nanokel'vinov. Interesno, chto dannoe iskazhenie mozhno ispol'zovat' dlya kontrolya vzaimnoi kalibrovki raznyh chastotnyh kanalov v budushih eksperimentah po izmereniyu anizotropii relikta, dlya kotoryh ukazannaya chuvstvitel'nost' budet real'noi.

Na rannih stadiyah evolyucii Vselennoi v bol'shom kolichestve dolzhny byli obrazovyvat'sya monopoli (topologicheskie defekty skalyarnyh polei). Etot vyvod sleduet pochti iz vseh modelei elementarnyh chastic. No segodnya monopoli ne obnaruzheny. Kuda zhe oni podevalis'? Predlozhenie avtorov: ih poglotili pervichnye chernye dyry. Osnovnuyu rol' v ochistke Vselennoi ot monopolei dolzhny byli sygrat' chernye dyry s massami 10⁶-10⁹ g.

Okolo mesyaca tomu nazad v stat'e (astro-ph/0403025) bylo soobsheno ob otkrytii pervoi galaktiki s z=10 (sm., naprimer, stat'yu na www.astronet.ru). Etot rezul'tat byl poluchen na pervom probnom etape programmy poiska linzirovannyh ob'ektov s z>7. V etoi korotkoi stat'e dano gorazdo bolee podrobnoe opisanie dannoi programmy poiska, ee teoreticheskih osnov, instrumentov, na kotoryh ona provoditsya, i nekotoryh ee rezul'tatov.

V nashih obzorah uzhe neskol'ko raz upominalis' stat'i, rassmatrivavshie etu temu: dipol' i kvadrupol' reliktovogo izlucheniya imeyut anomal'no nizkuyu amplitudu. Avtora dannoi stat'i ne mogut ob'yasnit' ih velichinu, no vyskazyvayut opredelennye somneniya:

• Dipol' i kvadrupol' korelliruyut drug s drugom. Ih vzaimnaya orientaciya ne yavlyaetsya sluchainoi, t.k. ih ploskosti pochti sovpadayut.
• Ploskosti dipolya i kvadrupolya pochti ortogonal'ny ekliptike.
• Ne sluchainoi (t.e. maloveroyatnoi) okazyvaetsya i ih orientaciya otnositel'no dipolya relikta (t.e. otnositel'no napravleniya dvizheniya Solnechnoi sistemy otnositel'no poverhnosti poslednego rasseyaniya).

Sleda napravo: kvadrupol', oktupol' i summa treh pervyh garmonik. Punktirom pokazana ploskost' ekliptiki.

Interesno.
(Interesno, vzaimnaya orientaciya napravleniya dvizheniya Solnca vo Vselennoi i ploskosti ekliptiki, t.e. zemnoi orbity, tozhe ne sluchainy:?)

Za poslednie 2-3 goda bylo sdelano neskol'ko popytok izmereniya polyarizacii reliktovogo izlucheniya. Samaya udachnaya - s borta WMAP, no dazhe emu ne hvatilo dlya etogo chuvstvitel'nosti. Ser'eznye izmereniya etogo parametra nachnutsya s zapuskom "Planka". A teoriya uzhe est', i ona predskazyvaet dostatochno mnogo interesnogo.

Rezul'taty eksperimentov MACHO (po mikrolinzirovaniyu) pozvolyayut utverzhdat', chto chislo gravitacionnyh linz ne mozhet ob'yasnit' vse kolichestvo nevidimyh barionov. No eto tol'ko vyvod, a v stat'e podrobno rassmotreno kak on byl poluchen.

Eshe odna ideya v kotoroi poluchennye sputnikom WMAP dannye po anizotropii relikta interpretiruyutsya v ramkah modeli so slozhnoi topologiei. Tol'ko v etot raz topologiya okazalas' konicheskoi, a krivizna Vselennoi - o otricatel'noi. Ochen' interesno! (Rekomenduem prochitat' i postaraemsya napisat' podrobnee.)

Vozmozhno obnaruzhena ochen' dalekaya galaktika na krasnom smeshenii 10. Otmetim, chto vse-taki rezul'tat nuzhdaetsya v podtverzhdenii. Bolee podrobno mozhno prochest' zdes'

Nekotoroe vremya nazad dlya ob'yasneniya nablyudenii WMAP byla vyskazana ideya o tam, chto nasha vselennaya mozhet imet' konechnye razmery i obladat' slozhnoi i ochen' neobychnoi (dodekaedral'noi) topologiei (sm. astro-ph/0310253 ili, podrobnee, na astronet.ru). Sledstviem etoi gipotezy bylo sushestvovanie na nebe 6 par krugov diametrom primerno 70^o, vdol' kotoryh anizotropiya relikta vedet sebya odinakovym dlya kazhdoi pary obrazom. Takie krugi uzhe iskali, no ne nashli (astro-ph/0310233).

Avtory dannoi stat'i pokazyvayut, chto iz-za dvizheniya nablyudatelya otnositel'no reliktovogo izlucheniya (tochnee otnositel'no poverhnosti poslednego rasseyaniya) krugi okazyvayutsya iskazheny iz-za effekta Dopplera i aberracii sveta. Dlya Zemli eto iskazhenie sostavlyaet primerno 0.14^o, sledovatel'no, metody vyyavleniya krugov, rabotayushie s maksimal'nym razresheniem, dostupnym WMAP (ili s eshe bolee detal'nymi kartami), davali by nevernyi rezul'tat.

U Vselennoi so slozhnoi topologiei eshe ostaetsya shans vyzhit'.

V poslednee vremya na raznyh forumah ot raznyh lyudei postupali voprosy tak ili inache svyazannye s antropnym principom. Sovremennye razrabotki etogo podhoda svyazany s koncepciei mul'tiversa. V dannoi stat'e daetsya korotkii obzor etoi problematiki.

Eto obzornaya lekciya, prochitannaya na shkole NATO ASI, delitsya na dve chasti. V pervoi iz nih obsuzhdaetsya neobhodimost' temnoi materii i predstavleny samye populyarnye na segodnya kandidaty na etu rol': neitrino, aksiony, neitralino, WIMPs i drugie. Vo vtoroi chasti rassmotreny razlichnye eksperimental'nye sposoby poiska tyazhelyh slabovzaimodeistvuyushih chastic (WIMPs=weakly interacting massive particles): pryamoe ih detektirovanie (po mehanicheskomu vozdeistviyu) i registraciya ih raspada.

Vsego neskol'ko dnei, kak vyshla stat'ya Pello et al. (astro-ph/0304025), v kotoroi govorilos' ob otkrytii galaktiki na z=10, kak poyavlyaetsya dannaya rabota kotoroi ih etogo obnaruzheniya delayut vyvody.

A vyvody takovy: poskol'ku krasnoe smeshenie galaktik izmereno po spektral'noi linii, kotoraya byla otozhdestvlena s Lα, to veshestvo na z=10 bylo uzhe ionizovano (reionizovano). V protivnom sluchae izluchenie v etoi linii bylo by polnost'yu poglosheno neitral'nym vodorodom, lezhashim na luche zreniya.

V etoi stat'e rech' idet ne o domennyh stenkah, a ob odnomernyh vozmusheniyah plotnosti ("blinah Zel'dovicha"), kotorye voznikayut pri nelineinom narastanii nachal'nyh vozmushenii plotnosti. Esli v eto nachal'noe veshestvo bylo vmorozheno magnitnoe pole, to pole usilivaetsya iz-za szhatiya veshestva i voznikayut "magnitnye kosmicheskie stenki", o kotoryh idet zdes' rech'.

Po dalekim sverhnovym pervogo tipa mozhno otslezhivat' temp rasshireniya Vselennoi. S pomosh'yu Kosmicheskogo teleskopa udalos' uvidet' eshe 16 sverhnovyh na krasnom smeshenii bol'she 1. Eto bol'shoi shag vpered. Iz semi samyh dalekih sverhnovyh tipa Ia shest' opisano v dannoi rabote.

Novye rezul'taty soglasuyutsya s obsheprinyatoi ploskoi model'yu, gde 70 procentov plotnosti prihoditsya na temnuyu energiyu. Vazhno, chto udalos' pokazat', chto predlozhennye modeli s evolyuciei sverhnovyh ili s poglosheniem za schet pyli mozhno teper' otbrosit'. Krome togo, mozhno nalozhit' vazhnye ogranicheniya na parametry evolyucii samoi temnoi energii.

Napomnim, chto seichas dlya dokazatel'stva sushestvovaniya temnoi energii v principe mozhno i ne privlekat' dannye po sverhnovym, dostatochno rezul'tatov po reliktovomu izlucheniyu i po krupnomasshtabnoi strukture. Eto vazhno, t.k. sushestvovali ser'eznye somneniya v tom, chto issledovaniya sverhnovyh ne imeyut kakih-libo sistematicheskih neopredelennostei. Odnako novye dannye, privedennye v etoi stat'e, pozvolyayut govorit' o tom, chto neopredelennosti maly, i sverhnovye yavlyayutsya vazhnym i tochnym instrumentom issledovaniya Vselennoi.

Dannye nablyudeniya podtverzhdayut prinyatuyu segodnya kosmologicheskuyu model': teper' my vidim, chto seichas i na z=0.7 Vselennaya rasshiryaetsya uskorenno, a pri z=1.2-1.5 - eshe s zamedleniem.

Gravitacionnoe linzirovanie eshe odin metod dlya opredeleniya kosmologicheskih parametrov. V bogatom skoplenii Abell 2218 nablyudaetsya stol' bol'shoe chislo sobytii gravitacionnogo linzirovaniya (na otdel'nyh galaktikah), chto eti parametry mozhno opredelyat' tol'ko po nim. Parametry okazyvayutsya takimi:

Konechno, eti dannye na protivorechat nezavisimym (i bolee tochnym) rezul'tatam WMAP.

Vopros o topologii Vselennoi vsegda byl populyaren. V poslednee vremya nekotoraya aktivnost' nablyudalas' v svyazi s dannymi sputnika WMAP, a osobenno v svyazi s rabotoi Lyumine i dr.

V etoi stat'e avtory dayut kratkii obzor problematiki i osnovnyh rezul'tatov. V kachestve bolee populyarnogo izlozheniya mozhno prochest' stat'yu na Astronete.

Processy tipa raspada adronov, ispareniya ili annigilyacii reliktov predydushih epoh (mikroskopicheskih pervichnyh chernyh dyr ili tyazhelyh chastic) proishodyashie vo vremya pervichnogo nukleosinteza mogut sushestvenno povliyat' na ego rezul'taty, v chastnosti na kolichestvo obrazuyushihsya izotopov litiya (⁶Li i ⁷Li). Detal'nomu rassmotreniyu takogo vliyaniya (na osnove chislennogo modelirovaniya processov sinteza) i posvyashena dannaya stat'ya.

Opredelit' vozrast kvazara pryamym metodom dostatochno zatrudnitel'no. Poetomu ih delyat na molodye i starye po nablyudaemym liniyam himicheskih elementov: esli v spektre kvazara nablyudaetsya Fe K skachok, a otnoshenie chisla atomov zheleza i kisloroda Fe/O v 2-5 raz prevyshaet Solnechnoe, to kvazar schitaetsya "starym", poskol'ku okruzhayushee ego veshestvo zametno obogasheno tyazhelymi elementami, voznikayushimi v hode evolyucii zvezd. Molodye kvazary i kvazary s neizvestnymi vozrastami (slishkom slabye, chtoby proizvesti neobhodimye spektral'nye nablyudeniya) izvestny dazhe na z>6. A vot samyi dalekii staryi kvazar - APM 08279+5255 byl nedavno obnaruzhen na z=3.91. Iz etogo fakta avtory dayut ogranicheniya na kosmologicheskie parametry Vselennoi (osobenno sil'nye dlya ekzoticheskoi modeli s peremennym vo vremeni Lambda-chlenom), hotya sam fakt otkrytiya takogo kvazara, veroyatno, bolee vazhen i interesen.

Razumeetsya, iz goda v god Andrei Linde delaet obzornye doklady po inflyacii, i, sootvetstvenno, poyavlyayutsya obzornye stat'i. Na nash vzglyad, ego obzory - samye udachnye. Delo dazhe ne tol'ko i ne stol'ko v tom, chto eto "inflyaciya iz pervyh ruk". Prosto emu udalos' vyrabotat' nekotoryi stil', kotoryi pozvolyaet otnositel'no dostupno rasskazat' o slozhnoi idee.

Te, kto chital predydushie obzoru, mogut obratit' vnimanie tol'ko na "strunnuyu" chast' dannoi stat'i. Vsem prochim sovetuem vnimatel'no prochest' stat'yu celikom (vozmozhno ne odin raz).

My uzhe ochen' podrobno pisali o nekotoryh tipichnyh zabluzhdeniyah, kasayushihsya kosmicheskih gorizontov. Pisali kak raz na osnove rabot Tamary Devis. I vot poyavilas' ee dissertaciya, celikom posvyashennaya etim voprosam. Tam detal'no razobrano mnogo vazhnyh primerov. Vsem vsyacheski ee rekomenduem.

My neodnokratno pisali i budem pisat' o popytkah laboratornoi registracii chastic temnoi materii (v kachestve vvedeniya sm. stat'yu Martina Risa nizhe). V dannom sluchae stat'ya predstavlyaet soboi korotkii obzor po poisku neitralino.

Krome togo, chto Martin Ris - ser, krome togo, chto on yavlyaetsya odnim iz samyh citiruemyh (ili samym?) astrofizikov v mire, on eshe i horoshii populyarizator (posmotrite ego knizhki, naprimer, na Amazon.com ili eshe kakoi-nibud' analogichnoi sisteme). Sootvetstvenno, on umeet dostupno i kvalificirovanno rasskazyvat' ob astronomii i fizike. V dannom sluchae - chitaite rasskaz o temnoi materii.

Ocherednoi obzor po nablyudatel'noi kosmologii. Ego osobennost' sostoit v kriticheskom nastroe avtora, kotoryi vyiskivaet vozmozhnye problemy i sistematicheskie oshibki.

Postroeno trehmernoe (!) raspredelenie massy dlya sverhskopleniya A901/2, nahodyashegosya na krasnom smeshenii z=0.16. Takoi potryasayushii rezul'tat dostignut blagodarya izoshrennomu analizu dannyh o slabom linzirovanii dalekih istochnikov na etom skoplenii. Razumeetsya, osnovnoi vklad v massu daet temnoe veshestvo, a potomu raspredelenie massy po suti otrazhaet raspredelenie imenno temnoi materii.

Lekcii po teorii kosmologicheskih vozmushenii.

Esli by Vselennaya iznachal'no byla strogo odnorodnoi, to nablyudaemoi struktury seichas ne sushestvovalo by. Ne bylo by i nas s vami. Schitaetsya, chto poyavlenie krupnomasshtabnoi struktury svyazano s malymi nachal'nymi vozmusheniyami. Svoistva etih vozmushenii mozhno izuchat', naprimer, po dannym o mikrovolnovom reliktovom fone.

V lekciyah opisyvaetsya sovremennaya teoriya kosmologicheskih vozmushenii. Izlozhenie idet na ochen' vysokom (t.e. slozhnom) urovne.

Sushestvuet interesnaya al'ternativa "temnoi energii", predlozhennaya v rabotah Dvali, Gababadze i Porrati. Sut' ee sostoit v tom, chto, esli my zhivem na brane, to gravitony mogut "utekat'" s nee v osnovnoi ob'em (bulk) - t.e. v dopolnitel'nye izmereniya. Eto privodit k tomu, chto na bol'shih (kosmologicheskih) masshtabah zakon tyagoteniya budet nemnozhechko inym. Predskazaniya modeli vpolne konkretny, i ih mozhno pytat'sya proveryat'. Naprimer, po dannym ob obrazovanii krupnomasshtabnoi struktury. Sobstvenno etim i zanyalis' avtory rassmatrivaemoi stat'i.

Oni pokazyvayut, chto esli dinamika rasshireniya Vselennoi ob'yasnyaetsya takim "begstvom" gravitonov, to imeetsya voobshe govorya znachimoe, no ne dramaticheskoe, rashozhdenie s nablyudaemymi parametrami krupnomasshtabnoi struktury. Poskol'ku protivorechie obnaruzhivaetsya vsego lish' na urovne dvuh standartnyh otklonenii, to neobhodima dal'neishaya rabota, v tom chisle i po utochneniyu predpolozhenii, sdelannyh avtorami dannoi stat'i.

Krome samostoyatel'nogo interesa original'nyh rezul'tatov dissertaciya mozhet byt' polezna tem, kto hochet razobrat'sya v sovremennyh dannyh o dinamike rasshireniya Vselennoi i v ih interpretacii.

V stat'e ob'edineny tri lekcii, prochitannye na shkole po fizike elementarnyh chastic. Lekcii rasschitany kak vvodnye, no dlya aspirantov po special'nostyam fizika elementarnyh chastic i teoriya strun. Tak chto kosmologiya-to daetsya s azov, zato dlya teh, kto horosho znaet matematiku i fiziku.

Inflyacionnaya model' na segodnyashnii den' yavlyaetsya naibolee standartnoi i obsheprinyatoi. Odnako, ei est' neskol'ko al'ternativ. Odna iz samyh raskruchennyh - model' ekpiroticheskoi/ciklicheskoi Vselennoi. I Sergei Pavlyuchenko v svoih obzorah, i my neodnokratno ob etoi modeli upominali. Zdes' mozhno prochest' kratkoe izlozhenie.

Vo mnogih sovremennyh teoriyah "postoyannye ne yavlyayutsya postoyannymi". Takie izvestnye konstanty kak, postoyannaya Planka, skorost' sveta, gravitacionnaya postoyannaya mogut izmenyat'sya, naprimer v hode kosmologicheskoi evolyucii. Razumeetsya, izmeneniya mogut byt' lish' nichtozhnymi. Dlya popytok obnaruzhit' izmeneniya postoyannoi Planka i/ili skorosti sveta ochen' podhodit izvestnaya postoyannaya tonkoi struktury. Osnovnaya ideya sostoit v issledovanii spektrov dalekih kvazarov i sravnenii ih s laboratornymi spektrami (u nas v strane etoi tematikoi aktivno zanimalas' gruppa Varshalovicha i Levshakova v Sankt-Peterburge).

V dissertacii, kak obychno, detal'no rasskazyvaetsya o metodah, istorii i t.p. Daetsya mnogo ssylok.

Obzor istorii issledovanii temnoi materii. Na nash vzglyad tema eta dovol'no interesnaya. Zadumaites', otkrytie togo, chto vselennaya na 90 procentov sostoit iz temnogo "nechto" - odno iz samyh porazitel'nyh za poslednie let 30. A vot Nobelevku za eto ne dali i ne dadut, potomu kak eto rezul'tat kollektivnogo truda raznyh uchenyh, ispol'zovavshihsya raznye metody i podhody. Bezuslovno, pochitat' pro eto ochen' interesno.

Eshe odna stat'ya Einasto. Na etot raz original'naya, a ne obzornaya. Opisyvayutsya rezul'taty po poisku skoplenii i sverhskoplenii v sovremennyh obzorah. Privodyatsya novye izobrazheniya krupnomasshtabnoi struktury Vselennoi. Opisyvayutsya osobennosti skoplenii i sverhskoplenii na raznyh krasnyh smesheniyah, v raznom okruzhenii i v raznyh chastyah neba.

Vil'chek, buduchi izvestnym uchenym (dve stat'i v pervoi sotne topsaitnyh rabot po fizike vysokih energii!), izvesten i kak avtor interesnyh korotkih dokladov/obzorov. Eto odin iz nih.

Stat'ya posvyasheno sovremennomu sostoyaniyu, problemam i perspektivam fundamental'noi teoreticheskoi fiziki i otchasti kosmologii.

Bozhii zamysel, antropnyi princip, sluchainoe sovpadenie, otrazhenie kakih-to neizvestnyh zakonov prirody, ....? V Prirode mnogo sovpadenii, ob'yasnit' kotorye slozhno (na russkom mozhno posmotret' knigu Geometriya, dinamika, Vselennaya, a takzhe staruyu knigu Rozentalya "Elementarnye chasticy i struktura Vselennoi" i ego zhe obzory v UFN). Martin Ris rassuzhdaet o nekotoryh iz nih (v tom chisle i v terminah mul'tiversa, stat'yu o kotorom mozhno naiti na Astronete).

SPOrt - The Sky Polarization Observatory (Observatoriya polyarizacii neba).
My neodnokratno pisali ob etom proekte, t.k. v nego vovlecheny rossiiskie uchenye i sam apparat budet ustanovlen na MKS.
Osnovnoe naznachenie eksperimenta - izuchenie polyarizacii kosmicheskogo izlucheniya (v pervuyu ochered' v prilozhenii k issledovaniyu reliktovogo fona). Nablyudeniya dolzhny nachat'sya v 2006 g. i prodolzhatsya dva goda.
Avtory obsuzhdayut sovremennoe sostoyanie apparata ("nachinku" udalos' sushestvenno uluchshit' po-sravneniyu s pervonachal'nym variantom proekta). Krome togo, chitateli naidut rassuzhdeniya o vozmozhnyh rezul'tatah v svete poslednih dostizhenii v izuchenii reliktovogo izlucheniya.

Korotko i ochen' dostupno izlozheny nekotorye uspehi i problemy sovremennoi kosmologii. Zhelayushie uznat' bol'she, mogut vospol'zovat'sya spiskom literatury, kotoryi rasschitan na shirokuyu publiku (pravda, angloyazychnuyu).

Bolee tehnicheskoe rassuzhdenie o kosmologicheskih parametrah mozhno naiti v stat'e How many cosmological parameters? Krome togo, poyavilas' interesnaya zametka o krupnomasshtabnoi strukture Complexity in cosmic structures.

Kosmologicheskie parametry mozhno s vysokoi tochnost'yu opredelyat' ne tol'ko po anizotropii reliktovogo izlucheniya, kak bylo sdelano god nazad po dannym WMAP, no i po raspredeleniyu v prostranstve galaktik, tol'ko nado izmerit' dostatochno bol'shoe ih chislo, kak v obzore SDSS. Vot kakimi eti parametry poluchilis':

Konspekt treh lekcii po nablyudeniyam mikrovolnovogo reliktovogo izlucheniya.

Reliktovoe izluchenie - odin iz glavnyh istochnikov informacii v kosmologii. Kak horosho izvestno, seichas na orbite funkcioniruet amerikanskii sputnik MAR. Cherez neskol'ko let budet zapushen krupnyi evropeiskii apparat Plank. Krome togo, na Zemle rabotaet celaya armiya razlichnyh detektorov (vklyuchaya ustanovlennye na aerostatah). Poetomu est' progress i v tehnike, i v obrabotke dannyh, nu i sobstvenno v kosmologii.

Avtor nachinaet s samyh-samyh azov, no nado otmetit', chto rech' idet v osnovnom o tehnike (radioelektronike i t.p.). Ochen' rekomenduem posmotret' cvetnye slaidy po ssylke.

Pervichnyi (v Bol'shom Vzryve) nukleosintez i reliktovyi fon (tochnee ego anizotropiya) imeyut dolguyu i slozhnuyu istoriyu sovmestnogo sushestvovaniya v standartnoi kosmologii. V hode stanovleniya etoi modeli bylo dostignuto obshee soglasie mezhdu predskazyvaemymi i nablyudaemymi obiliyami legkih elementov. Odnako, poslednie vysokotochnye izmereniya anizotropii reliktovogo izlucheniya, v chastnosti na sputnike WMAP, pozvolili nezavisimo postroit' nego sushestvenno bolee tochnuyu model'.

Avtor dannogo obzora rassmatrivaet osnovnye istochniki neopredelennostei v modelyah pervichnogo nukleosinteza (imi okazyvayutsya neopredelennosti v laboratornyh izmereniyah sechenii yadernyh reakcii) i pytaetsya chastichno vospolnit' ih, vospol'zovavshis' atomnymi dannymi i rezul'tatami izmerenii relikta.

Voidy - eto gigantskie pustoty, v kotoryh fakticheski net yarkih galaktik. Imeyushiesya nemnogochislennye "zvezdnye ostrova" obychno raspolagayutsya blizhe k granicam voidov, a central'nye oblasti sovsem izbegayutsya galaktikami.

Avtory ispol'zuyut dannye po 245,591 galaktikam do krasnogo smesheniya z poryadka 0.2. Naideno 289 voidov s radiusom bolee 10-12 Mpk. Oni sostavlyayut primerno 40 procentov ob'ema Vselennoi.

Priroda temnoi materii yavlyaetsya odnoi iz osnovnyh zagadok sovremennoi astrofiziki. Zerkal'naya temnaya materiya - odna iz real'nyh al'ternativ. Vo vremya odnogo iz nedavnih dokladov Zuraba Berezhiani ya (S.P.) zadaval emu vopros o tom, schitali li oni obrazovanie krupnomasshtabnoi struktury v ramkah svoei modeli zerkal'noi temnoi materii. Zurab otvetil, chto oni rabotayut nad etim. I vot - stat'ya.

Provedennyi analiz pozvolyaet nalozhit' vazhnye ogranicheniya na parametry modeli s zerkal'nym temnym veshestvom.

Podrobnee ob etom napravlenii mozhno prochest' v kandidatskoi dissertacii Paolo Chiarcheluti.

Krupnomasshtabnye (kosmologicheskie) magnitnye polya okazyvayutsya interesnymi astrofizikam, kosmologam i fizikam elementarnyh chastic. V obzore privedeny nablyudatel'nye o magnitnyh polyah v masshtabah galaktik, ih skoplenii i sverhskoplenii. Detal'no obsuzhdayutsya protivorechiya v etih dannyh i vozmozhnye puti iz razresheniya. Obrashayu vnimanie na ob'em obzora: 146 stranic.

Chislennoe modelirovanie - vazhneishii instrument v kosmologicheskih issledovaniyah. Sushestvuet mnogo razlichnyh podhodov k "sozdaniyu vselennoi v probirke". Sootvetstvenno, neobhodimo sravnivat' raznye podhody monopolizm i otsutstvie svobodnogo kompetentnogo obsuzhdeniya nauke protivopokazano).

Avtory (izvestneishie specialisty v svoei oblasti) sravnivayut dva chislennyh koda, osnovannyh na raznyh metodikah. Obsuzhdayutsya prichiny neskol'ko razlichayushihsya rezul'tatov raboty dvuh programm.

Daetsya korotkii obzor sovremennogo sostoyaniya issledovanii kosmologicheskoi postoyannoi i stoyashih pered uchenymi problem. Predlagaetsya vozmozhnyi put' resheniya etih problem. Krome togo predlagaetsya kosmicheskii eksperiment, prizvannyi issledovat' povedenie energii vakuuma v gravitacionnom pole.

Soglasno vsem imeyushimsya na segodnyashnii den' dannym vo Vselennoi prisutstvuet znachitel'noe kolichestvo temnogo veshestva. Po vsei vidimosti eto nekie elementarnye chasticy, proyavlyayushie sebya v pervuyu ochered' v gravitacionnom vzaimodeistvii. V silu poslednego obstoyatel'stva temnaya materiya vazhna dlya obrazovaniya struktury vo Vselennoi.

Temnaya materiya dominiruet po masse v bol'shinstve krupnyh galaktik. Po suti galaktiki pogruzheny v galo temnoi materii. V obzore avtor posledovatel'no i dostupno opisyvaet sovremennye nablyudatel'nye dannye po svoistvam temnoi materii v galaktikah. Obsuzhdayutsya nereshennye problemy. Daetsya istoricheskii obzor.

Filamenty iskalis' po obzoru Las Campanas redshift survey (LCRS). Razmer samyh dlinnyh iz nih sostavlyaet 50-80 megaparsek. Bolee dlinnye struktury okazalis' statisticheski neznachimymi.

Kratko sut': avtory polagayut, chto v dannyh po dalekim sverhnovym im udalos' naiti ukazanie na izmenenie uravneniya sostoyaniya temnoi energii.

Obychno mnogie stavyat znak ravenstva mezhdu "temnoi energiei" i "kosmologicheskoi postoyannoi". Strogo zhe govorya, poslednee podrazumevaet neizmennost' vo vremeni. Esli zhe avtory dannoi raboty pravy, to temnaya enegiya izmenyaetsya s rasshireniem Vselennoi.

Sm. takzhe rabotu Espana-Bonet et al. "Testing the running of the cosmological constant with Type Ia Supernovae at high z"(hep-ph/0311171).

Polupopulyarnoe korotkoe esse na temu stoyashih pered kosmologiei problem. Pibls vydelyaet shest' punktov, rabota nad kotorymi, po ego mneniyu, mozhet privesti k sushestvennomu prodvizheniyu v nashem ponimanii togo, kak ustroena Vselennaya:
1. Izuchenie gravitacii.
2. Nablyudatel'nye dannye po kosmologicheskoi postoyannoi.
3. Fizika kosmologicheskoi postoyannoi.
4. Analiz nekotoryh "sovpadenii".
5. Fizika temnoi materii.
6. Fizika ochen' rannei Vselennoi

Na samom dele stoit prochitat' stat'yu, chtoby ponyat', chto stoit za etimi pyat'yu punktami (nash perevod zdes' ne ochen' udachen, t.k. ne otrazhaet vseh postavlennyh v kazhdom punkte problem).

Ochen' prostaya i krasivaya ideya: my nablyudaem dalekie sverhnovye tipa Ia i vidim, chto oni neskol'ko slabee, chem dolzhny byli by byt' vo Vselennoi rasshiryayusheisya soglasno modelyam Fridmana. I my delaem vyvod, chto Vselennaya rasshiryaetsya uskorenno. No snizhenie svetimosti mozhet byt' svyazano s tem, chto chast' fotonov po puti k nam prevratilis' v drugie chasticy - aksiony. (Primerno takoe zhe yavlenie privodilo k nedostatku neitrino ot Solnca na Zemle i zakonchilos' otkrytiem smeshivaniya razlichnyh sortov neitrino.) Strogim dokazatel'stvom smeshivaniya mozhet stat' obnaruzhenie sistematicheskoi raznicy mezhdu fotometricheskimi rasstoyaniyami (opredelyaemymi po svetimosti dalekih ob'ektov) i uglovymi rasstoyaniyami (opredelyaemymi po uglovomu diametru dalekogo ob'ekta).

[Zamechanie: Veroyatno eta krasivaya ideya vse-taki ne verna, poskol'ku uskorenie rasshireniya Vselennoi nezavisimo podtverzhdaetsya i po chito kosmologicheskim dannym.]

Horoshii bogato proillyustrirovannyi obzor po mezhgalakticheskoi srede. Mnogo istoricheskih otstuplenii i fenomenologii, chto konechno zhe oblegchaet chtenie i ponimanie.

V poslednie gody poyavlyayutsya novye interesnye eksperimental'nye dannye po mezhgalakticheskoi srede i ee evolyucii, a eto tesneishim obrazom svyazano s obrazovaniem struktur vo Vselennoi, s poyavleniem pervyh zvezd i kvazarov ... T.e. s samymi "goryachimi" temami v sovremennoi vnegalakticheskoi astronomii. Poetomu takie obzory seichas bolee chem aktual'ny.

Napomnim, chto dannye po krupnomasshtabnoi strukture - eto odin iz chetyreh kitov, na kotoryh pokoitsya sovremennaya nablyudatel'naya kosmologiya. S teoreticheskoi tochki zreniya struktura issleduetsya metodom chislennogo modelirovaniya. Avtor obsuzhdaet puti razvitiya etogo napravleniya v blizhaishie gody. Vazhnym zdes' okazyvaetsya ne tol'ko i ne stol'ko uvelichenie moshnosti komp'yuterov, a novye nablyudatel'nye dannye, kotorye pozvolyayut tochnee zadavat' nachal'nye usloviya.

Po ob'edinennym dannym poslednih obzorov pekulyarnyh skorostei galaktik (SMAC, SC, EFAR i dr.) vosstanovlena struktura krupnomasshtabnyh dvizhenii, na rasstoyaniyah do 100 Mpk (na etom rasstoyanii srednyaya skorost' dvizheniya galaktik sostavlyaet 350+/-80 km/s). Poluchennaya kartina pokazana vnizu. Poluchivshayasya struktura udovletvoryaet predskazaniyam sovremennoi CDM kosmologicheskoi modeli.

Krupnye skopleniya galaktik okruzhaet ochen' goryachii gaz, ego temperatura opredelyaetsya usloviem ravnovesiya v moshnom gravitacionnom pole skopleniya. Chast' fotonov reliktovogo izlucheniya, prohodya skvoz' takie oblaka, rasseivayutsya na energichnyh elektronah i peremeshayutsya iz mikrovolnovoi oblasti v rentgenovskuyu. A rezul'tate v radiodiapazone vokrug skopleniya budet nablyudat'sya nedostatok mikrovolnovyh fotonov, t.e. ponizhenie temperatury reliktovogo izlucheniya. Eto i est' effekt Syuryaeva-Zel'dovicha.

Postroeniem mikrovolnovyh kart skoplenii galaktik v techenie 2001 i 2002 godov zanimalsya ustanovlennyi na yuzhnom polyuse teleskop Viper (s pomosh'yu massiva bolometrov ACBAR). Karty dvuh skoplenii pokazany nizhe, effekt Syunyaeva-Zel'dovicha viden "nevooruzhennym glazom".

Karty skoplenii 1E0657-56 i Abell S1063 na chastote 150 GGc. Izmenenie temperatury reliktovogo izlucheniya privedeno v mikrokel'vinah.
Karty yarkogo rentgenovskogo skopleniya 1E0657-67 (z=0.299) na chastotah 150, 210 i 275 GGc.

Poslednyaya karta vzyata iz eshe odnoi raboty togo zhe nauchnogo kollektiva:
(astro-ph/0311263) P.Gomez et al.
Nablyudeniya effekta Syunyaeva-Zel'dovicha na massivnyh skopleniyah galaktik (Sunyaev-Zeldovich Observations of Massive Clusters of Galaxies)

Chto takoe effekt Syunyaeva-Zel'dovicha modno prochest' v predydushei zametke. A zdes' pokazana kartina, otkryvshayasya astronomam v posle provedeniya ryada radio obzorov.

Na nizhnei kartinke izobrazheno povedenie mikrovolnovogo fona, na verhnei - real'naya kartina, nablyudaemaya pri vysokom razreshenii. Ih raznost', t.e. prakticheski vse detali na verhnem izobrazhenii, proyavlenie effekta Syunyaeva-Zel'dovicha na dalekih skopleniyah galaktik.

Otlichnyi obzor, posvyashennyi pervym zvezdam i kvazaram.

Pervye (ochen' massivnye - bolee chem v 100 raz tyazhelee Solnca) zvezdy obrazuyutsya na krasnyh smesheniyah z=20-30. Pervye kvazary poyavlyayutsya chut' pozzhe - na z=10. Imenno takovy vyvody, poluchaemye iz chislennogo modelirovaniya. Oni nahodyatsya v razumnom soglasii s dannymi nablyudenii. Odnako, poslednih poka nedostatochno. Seichas planiruetsya neskol'ko nazemnyh i kosmicheskih proektov, kotorye smogut "prolit' svet na pervyi svet".

V obzore rech' idet v osnovnom o modelirovanii rozhdeniya pervyh zvezd. "Na pal'cah" opisany osnovnye processy i parametry. S etoi tochki zreniya obzor ochen' udachnyi, na nash vzglyad. Kvazaram udeleno znachitel'no men'she mesta, no osnovnye problemy kratko opisany.

Bolee 100 ssylok pomogut chitatelyu naiti neobhodimuyu dopolnitel'nuyu informaciyu.

Okolo poloviny barionov vo Vselennoi dolzhny nahoditsya v teplom ili goryachem gaze v mezhgalakticheskom prostranstve. Obnaruzhit' eto veshestvo ochen' nelegko. Ono dolzhno proyavlyat' sebya v vide detalei v spektrah dalekih galaktik. Avtory etoi raboty izuchali rentgenovskii spektr seifertovskoi galaktiki, poluchennyi na Chandre.

Issledovateli v samom dele obnaruzhili sil'nuyu spektral'nuyu detal', kotoruyu oni svyazyvayut s teplym/goryachim mezhgalakticheskim gazom. Eto nablyudenie podtverzhdaet raschety, soglasno kotorym sushestvuyut volokna takogo gaza. Himicheskii sostav eto veshestva mozhet zametno otlichat'sya ot solnechnogo.

Vot tak! Ni bol'she, ni men'she. Karta prostiraetsya ot okrestnostei nashei planety do kosmicheskogo reliktovogo izlucheniya (po suti imeetsya vvidu "poverhnost' poslednego rasseyaniya", samo-to izluchenie est' i vokrug nas) i vklyuchaet v sebya novye dannye (poyas Koipera, SDSS etc.).

Chitaite ob etom otdel'nuyu ANKU.

Avtor rassmatrivaet razlichnye proveryaemye al'ternativy temnoi materii v galaktikah i skopleniyah galaktik. Pokazano, chto mnogie iz nih mogut byt' blagopoluchno otbrosheny. Osoboe vnimanie udeleno MOND-MODified Newtonian Dynamics.

Bol'shie obzory krasnyh smeshenii galaktik - vazhnoe dostizhenie sovremennoi nablyudatel'noi astronomii. V chastnosti, eto vazhnyi instrument sovremennoi kosmologii. Imenno o etom, a takzhe o razvitii dannogo napravleniya issledovanii, i rasskazyvaetsya v obzore.

Ochen' korotkii obzor po popytkam neposredstvennoi (laboratornoi) registracii chastic temnoi materii. Po suti sam obzor zanimaet menee 5 stranic, gde perechisleny osnovnye tipy detektorov i privedeny primery deistvuyushih (ili uzhe otrabotavshih) ustanovok.

My mnogo raz pisali ob opredelenii kosmologicheskih parametrov po dannym poslednih eksperimentov, vklyuchaya Sloanovskii cifrovoi obzor neba (SDSS) i sputnik WMAP, izuchayushii reliktovyi fon. Tegmark i soavtory iz komand SDSS i WMAP predstavlyayut po-vidimomu naibolee polnoe na segodnyashnii den' issledovanie.

Ne budem vdavat'sya v detali - oni privedeny v stat'e (a takzhe v soputstvuyushih rabotah, o kotoryh chut' nizhe). Privedem rezul'taty:
postoyannaya Habbla: 70 km/s/Mpk
plotnost' veshestva: 0.3
massa neitrino: <0.6 eV.

Avtory detal'no opisyvayut parametry, modeli, kotorye oni ispol'zuyut i t.p., soprovozhdaya eto ponyatnymi illyustraciyami.

V otdel'noi stat'e "The 3D power spectrum of galaxies from the SDSS" opisyvayutsya rezul'taty Sloanovskogo obzora po issledovaniyu krupnomasshtabnoi struktury na baze izmerenii 205,443 galaktik. Opyat' zhe vnimatel'no issleduyutsya vozmozhnye istochniki oshibok i neopredelennostei. Eto bol'shaya stat'ya, soderzhashaya 40 risunkov. odin iz kotoryh my privodim.

Na risunke privedeno raspredelenie >67000 galaktik vblizi ekvatorial'noi ploskosti. Cvet kodiruet absolyutnuyu zvezdnuyu velichinu.

Upomyanem zdes' zhe stat'yu Bonda i dr. "Cosmic microwave background snapshots: pre-WMAP and post-WMAP". V nei, kak yasno iz nazvaniya, rech' idet o nablyudeniyah mikrovolnovogo (reliktovogo) fona do i posle WMAP. Po suti eto obzor. Avtory takzhe vyvodyat osnovnye kosmologicheskie parametry.

Vozmozhno, ne lishne upomyantu' i rabotu "Morphology of Mock SDSS Catalogues", v kotoroi dannye SDSS ispol'zuyutsya dlya izucheniya sverhskoplenii.

Vazhnym ob'edinyayushim momentom vseh etih rabot yavlyaetsya sozdanie soglasovannoi kosmologicheskoi kartiny (sm. takzhe ANKU "Karta Vselennoi").

Opisany rezul'taty poslednego poleta balonnogo eksperimenta Archeops po izmereniyu mikrovolnovogo izlucheniya. Krome, estestvenno, kosmologicheskih rezul'tatov, opisany i drugie. Osobyi interes predstavlyaet podrobnaya karta diffuznogo submillimetrovogo izlucheniya v ploskosti nashei Galaktiki (napomnim, chto pri postroenii polnoi karty reliktovogo fona prihoditsya vychitat' vklad Galaktiki, a eto sovsem neprostoe delo).

Karta Galaktiki na volne 353 GGc.

Esli vy pridumali "sumasshedshuyu" shemu miroustroistva, to vam srazu nado zadumat'sya nad vozmozhnost'yu proverki vashei teorii. Prichem vazhno ne tol'ko, chtoby vasha teoriya ob'yasnyala vse to, chto i drugie. Vazhno naiti kriticheskii test: chto smoglo by razdelit' proyavleniya raznyh struktur. V etoi rabote avtor rassmatrivaet odin iz variantov brannogo mira Randall-Sandram. Pokazano, kak budushie eksperimenty smogut razlichit' zhivem li my v sootvetstvuyushem mire bran ili net.

Ochen' interesnaya i vazhnaya stat'ya! Ona soderzhit "pedagogicheskii" razbor shiroko rasprostranennyh zabluzhdenii otnositel'no rasshireniya Vselennoi.

Rasshirenie Vselennoi - yavlenie nastol'ko neobychnoe i strannoe, chto tut legko zaputat'sya. Korotkii vopros kolleg pokazal, chto v golovah astrofizikov i pravda sushestvuet putanica, opisannaya v stat'e. V pervuyu ochered' rech' idet o voprose: "Mozhno li nablyudat' galaktiki, udalyayushiesya ot nas bystree skorosti sveta?" Pravil'nyi otvet - "da". Nado pokayatsya, chto i my vnesli vklad v rasprostranenie zabluzhdenii. Uspokaivaet lish' privedennyi v stat'e spisok, gde perechisleny naibolee "gromkie" ssylki (vklyuchaya knigi i stat'i Devisa, Liddla i dr.), gde takzhe govoritsya o principial'noi nevozmozhnosti nablyudeniya galaktik, ch'ya skorost' udaleniya ot nas (svyazannaya s rasshireniem Vselennoi) pevyshaet skorost' sveta.

Ochen' sovetuem prochest' i razobrat'sya!

Eto vvodnaya lekciya, kotoraya prizvana dostatochno populyarno obrisovat' vzaimosvyazi mezhdu fizikoi mikromira i kosmologiei. Na samom dele, eto skoree obzor po kosmologii, gde osoboe vnimanie udeleno problemam, kotorye mogut imet' otnoshenie k mikromiru (temnaya energiya, kosmicheskie luchi sverhvysokih energii i t.p.).

Sm. takzhe vtoruyu stat'yu Ellisa "Cosmic Connections".

Habbl podtverdil svoi zakon razbeganiya galaktik po nablyudeniyam blizkih ob'ektov mestnoi gruppy galaktik (r<3 Mpk). Pozzhe, kogda byli izmereny rasstoyaniya i krasnye smesheniya gorazdo bolee dalekih galaktik, vyyasnilos', chto eto podtverzhdenie bylo sluchainym: pekulyarnye skorosti blizkih k nam galaktik namnogo prevyshayut skorosti sistematicheskogo Habblovskogo udaleniya. Takim obrazom, obnaruzhennaya Habblom zavisimost' na malyh rasstoyaniya otrazhaet ne obshee rasshirenie Vselennoi, a strukturu mestnogo potoka galaktik.

V dannoi rabote provedeno modelirovanii dvizhenii galaktik mestnoi gruppy i pokazano, chto v proshlom "postoyannaya Habbla"opredelennaya po etim galaktikam byla by sushestvenno bol'she ee istinnogo znacheniya.

Otnoshenie skorosti k rasstoyaniyu ("postoyannaya Habbla") dlya nekotoryh galaktik mestnoi gruppy v proshlom

Kosmologicheskie nablyudeniya poslednih neskol'kih let (v pervuyu ochered' prodolzhayushiisya eksperiment WMAP) dayut ser'eznye ogranicheniya na parametry neitrino: v pervuyu ochered' na chislo legkih neitrino i na ih massy (v zavisimosti ot chisla).

Kraine interesnaya stat'ya: nasha Vselennaya mozhet imet' netrivial'nuyu topologiyu. V etom sluchae odni i te zhe ee oblasti my nablyudaem v neskol'kih mestah na nebe, chto i ob'yasnyaet krupnomasshtabnye korrelyacii temperatury reliktovogo fona. No ob etom nado pisat' gorazdo podrobnee.

A vot eta stat'ya utverzhdaet, chto bol'shinstvo topologicheski netrivial'nyh modelei mozhet byt' otbrosheno, po krainei mere dlya topologicheskih shkal men'shih 24 Gpk.
astro-ph/0310233 Neil J. Cornish et al. Ogranicheniya na topologiyu Vselennoi (Constraining the Topology of the Universe)

Po dannym Sloanovskogo cifrovogo obzora neba polucheny virial'nye ocenki mass chernyh dyr bolee chem v 12000(!) kvazarov s 0.1<z<2.1. Eti massy lezhat v intervale ot 10⁷M_o do 3x10⁹M_o, t.e. ne prevyshayut massy samyh bol'shih chernyh dyr, nablyudaemyh v centrah galaktik. Bolee togo, bolometricheskaya svetimost' kvazarov ne prevoshodit eddingtonovskii predel, sootvetstvuyushii ocenkam mass nahodyashihsya v nih chernyh dyr.

Otdel'noe issledovanie vyborki kvazarov s 1.9<z<2.1 pokazalo, chto bol'shinstvo chernyh dyr s M>3x10⁸M_o sushestvovalo uzhe togda.

Raspredelenie 1069 kvazarov c 1.9<z<2.1 po absolyutnoi zvezdnoi velichine. Chernaya gistogramma pokazyvaet analogichnoe raspredelenie podmnozhestva kvazarov, ch'ya massa prevyshaet ukazannyi na risunke porog.

Pervymi (posle rekombinacii veshestva vo Vselennoi) moshnymi istochnikami ul'trafioletovogo izlucheniya stali massivnye zvezdy Pervogo Pokoleniya. Vokrug takih zvezd obrazovyvalis' ionizacionnye fronty, otdelyavshie oblast' veshestva ionizovannogo zvezdoi ot okruzhayushei neitral'noi sredy. Po mere udaleniya fronta ot zvezdy rezhim ego dvizheniya izmenyalsya. Raschety prodelannye avtorami pokazyvayut, chto primerno 95% ul'trafioletovogo izlucheniya pokidali okrestnosti zvezd.

Kak pokazano v dannoi stat'e, takie vehi v istorii obrazovaniya galaktik, kak rozhdenie pervyh zvezd ili polnaya reionizaciya mezhgalakticheskoi sredy, proishodyat v raznye momenty vremeni v raznyh oblastyah Vselennoi. Etot razbros ob'yasnyaetsya tem, chto v nekotoryh iz etih oblastei galaktik bol'she, a v nekotoryh men'she. I on pochti na poryadok velichiny prevyshaet poluchavshiesya ranee ocenki, soglasno kotorym povtornaya ionizaciya dolzhna byla prohodit' bystro.

Podobnyi razbros momenta polnoi ionizacii veshestva v razlichnyh tochkah Vselennoi mozhet ob'yasnit' nekotorye svoistva karlikovyh galaktik, no odnovremenno vyzyvaet mnogo novyh voprosov.

Proekty poiska dalekih sverhnovyh vedutsya uzhe neskol'ko let, zaregistrirovano neskol'ko desyatkov takih sobytii (0.3<z<1) - teper' mozhno pristupit' k statisticheskoi obrabotke vsego mnozhestva zaregistrirovannyh yavlenii.

V dannoi rabote byl vypolnen sleduyushii analiz - dlya razlichnyh empiricheskih zakonov zvezdoobrazovaniya vo Vselennoi (pokazannyh na risunke) byla ocenena zaderzhka mezhdu obrazovaniem zvezdy, iz kotoroi voznikla sverhnovaya, i momentom vzryva. Dazhe v obshem sluchae etot interval okazyvaetsya dovol'no velik: poryadka ili bolee 1 mlrd.let, dlya zakona zvezdoobrazovaniya Madau poluchaetsya ocenka >1.7 mlrd.let (na 95% urovne znachimosti), dlya zakona Lancetta v kotorom zvezdoobrazovanie na bol'shih z sushestvenno vyshe - >2.5 mlrd.let.

Empiricheskie zakony zvezdoobrazovaniya vo Vselennoi: (sleva) zakon Madau - maksimal'nyi temp zvezdoobrazovaniya prihoditsya na z=1.5-2; (v centre) zakon Lancetta - temp zvezdoobrazovaniya rastet s z, do z~2 - bystro, zatem - medlennee; (sprava) zakon Kovi-Steidelya s postoyannym tempom zvezdoobrazovaniya pri z>2.

Eshe odna stat'ya teh zhe avtorov na blizkuyu temu:

astro-ph/0309797 Chastota vspyshek sverhnovyh tipa Ia v skopleniyah galaktik pri z<1: prilozhenie k proishozhdeniyu sverhnovyh i istochnikam zheleza v skopleniyah (The Type-Ia Supernova Rate in z < 1 Galaxy Clusters: Implications for Progenitors and the Source of Cluster Iron)

My neodnokratno pisali o rabotah Futa i kompanii, i vot, po slovam avtora, daetsya pedagogicheskii obzor sootvetstvuyushih problem.

Dlya odinnadcati sverhnovyh na krasnyh smesheniyah z=0.36-0.86 s pomosh'yu kamery shirokogo polya WFPC-2 Habblovskogo teleskopa byli polucheny ochen' tochnye krivye bleska. Dannye po etoi gruppe sverhnovyh byli obrabotany nezavisimo i oni podtverzhdayut poluchennye ranee (po drugim dalekim sverhnovym) dannye ob uskorennom rasshirenii Vselennoi. A buduchi ob'edineny s bolee rannimi dannymi proekta "Kosmologiya po Sverhnovym" (Supernova Cosmology Project) eti rezul'taty dayut sleduyushie ocenki kosmologicheskih parametrov:

(Pervaya para +/- predstavlyaet soboi statisticheskuyu pogreshnost',
vtoroe chislo - sistematicheskaya oshibka s otozhdestvlennymi istochnikami.)

Novaya vyborka imeet gorazdo bolee tochnye cveta i pozvolyaet sushestvenno tochnee uchityvat' pogloshenie sveta v galaktikah, gde proishodili vspyshki Sverhnovyh.

Bolee podrobnye dannye i risunki s vysokim razresheniem k dannoi rabote mozhno naiti na saite http://supernova.lbl.gov.

MAXIMA (Millimeter wave Anisotropy eXperiment IMaging Array) - ballonnyi eksperiment po izmereniyu anizotropii mikrovolnovogo fona na chastotah 150, 240 i 410 GGc s uglovymi razresheniyami ot 10' do 5^o. Kombinirovannaya chuvstvitel'nost' 16 bolometrov MAXIMA sostavlyaet primerno 40 mikroK/s^1/2. V 1999 godu bylo proizvedeno dva zapuska apparata (v severnom polusharii), obshaya dlitel'nost' nablyudenii v kotoryh sostavila 8.5 chasov. Za eto vremya byla sdelana mikrovolnovaya karta primerno 300 kv.grad neba.

MAXIMA, a takzhe ryad drugih ballonnyh i nazemnyh eksperimentov (BOOMERANG, QMASK, DASI) predvoshitili rezul'taty kosmicheskogo eksperimenta WMAP (a po izmereniyam s vysokim razresheniem prevoshodyat ih do sih por).

V dannom obzore privedeno sistematicheskoe opisanie i izlozhenie rezul'tatov eksperimenta MAXIMA.

Blok priemnikov (bolometrov) MAXIMA.

Dopolnitel'naya informaciya, karty, postroennye MAXIMA, spektr moshnosti anizotropii dostupny na saite proekta http://cosmology.berkeley.edu/maxima/.

Sm. takzhe stat'yu "Archeops: an instrument for present and future cosmology" (astro-ph/0309349), posvyashennuyu drugomu proektu.

Dovol'no davno Grishuk i Zel'dovich napisali rabotu o tom, kak neodnorodnost' Vselennoi na masshtabah mnogo bol'shih razmerov ee nyneshnego gorizonta skazyvaetsya na anizotropii reliktovogo izlucheniya. Etot effekt svyazan s tem, chto po mere uvelicheniya razmera gorizonta (iz-za rasshireniya Vselennoi) v nego pronikayut vozmusheniya plotnosti s masshtabami, kotorye ran'she ne mogli nablyudat'sya i, takim obrazom, Vselennaya "nemnogo chuvstvuet" to, chto raspolozheno za ee predelami. Neodnorodnost' na sverhkrupnyh masshtabah skazyvaetsya na amplitude kvadrupolya (samoi nizshei garmoniki) reliktovogo mikrovolnovogo fona.

Esli zhe teper' vzyat' spektr anizotropii relikta, postroennyi po nablyudeniyam WMAP, to mozhno poluchit' nizhnii predel masshtaba zagorizontnoi neodnorodnosti raspredeleniya veshestva vo Vselennoi. Eta ocenka okazyvaetsya v 3927 bol'shei razmerov nyneshnego gorizonta (pri urovne znachimosti ravnom 95%). [Prim.: Otmetim, chto amplitudy treh nainizshih garmonik anizotropii reliktovogo fona schitayutsya anomal'no nizkimi nastol'ko, chto dlya ob'yasneniya etih faktov pytayutsya privlekat' "novuyu fiziku". Iz-za etogo, vozmozhno, budut voznikat' problemy s neposredstvennym primeneniem rezul'tata Grishuka i Zel'dovicha.]

Nebol'shaya populyarnaya po suti stat'ya. Ochen' legkaya dlya chteniya. Poetomu rekomenduem.

Iz-za primeneniya novyh tehnologii v nablyudeniyah v nablyudatel'noi kosmologii nachalas' novaya epoha, odna iz samyh uspeshnyh v ee istorii. V obshem eto eshe odin dostatochno interesnyi i ne slishkom slozhnyi obzor. V vidu yasnosti izlozheniya kraine rekomenduem ego nespecialistam.

Dlya bolee podgotovlennyh chitatelei upomyanem svezhaishii obzor WMAPing the Universe: Supersymmetry, Dark Matter, Dark Energy, Proton Decay and Collider Physics. V etoi ob'emnoi rabote avtory obsuzhdayut ogranicheniya na supersimmetrichnye modeli, davaemye novymi kosmologicheskimi nablyudeniyami, v pervuyu ochered' poluchennymi na sputnike WMAP.

Sensaciya nachala 2003 goda - dannye po anizotropii relikta, poluchennye WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) - pokazali nam, chto veshestvo vo Vselennoi bylo povtorno ionizovano pri z~20 (porodiv ravnuyu 0.17+/-0.04 opticheskuyu tolshu po Tompsonovskomu rasseyaniyu). Sushestvennuyu rol' v reionizacii dolzhny byli sygrat' zvezdy pervogo pokoleniya (populyacii III). No chast' izlucheniya etih zvezd dolzhna doiti do nas napryamuyu (v oslablennom i pokrasnevshem vide). Eti istochniki dolzhny porodit' specificheskuyu anizotropiyu v fonovom infrakrasnom izluchenii na uglovyh masshtabah poryadka desyatkov minut. Pri "udachnom stechenii obstoyatel'stv" anizotropiya infrakrasnogo izlucheniya ot zvezd populyacii III (z~10-20) na uglovyh garmonikah l~1000 budet prevyshat' anizotropiyu ot blizkih galaktik (z~1) i mozhet byt' zaregistrirovana sovremennymi priborami.

Vklad razlichnyh istochnikov v spektr moshnosti infrakrasnogo fona: sploshnye sinie linii - zvezdy populyacii III (optimisticheskaya (A) i pessimisticheskaya (B) ocenki), krasnye sploshnye linii - fon galaktik na razlichnyh krasnyh smesheniyah, punktirnye linii - chuvstvitel'nosti razlichnyh priborov i sputnikov.

Inflyaciya poka ne imeet pryamyh nablyudatel'nyh podtverzhdenii, no kosvennyh uzhe dostatochno mnogo, chtoby otnosit'sya k etoi teorii bolee chem ser'ezno. Teoriya strun vyglyadit ochen' privlekatel'no s teoreticheskoi tochki zreniya. Vozmozhno, chto ee razvitie privedet k sozdaniyu nekotoroi obshei teorii, kotoraya smozhet sobrat' voedino kusochki sovremennoi kartiny mira. Poetomu est' osnovaniya nadeyat'sya, chto v strunnoi teorii dolzhna poyavlyat'sya inflyaciya. Na etu temu est' mnozhestvo rabot. V svoei stat'e gruppa avtorov, vklyuchayushaya Renatu Kallosh i Andreya Linde, detal'no rassmatrivaet etu problemu.

Osnovnoi vyvod ne ochen' optimistichen: obychno nedouchityvayutsya nekotorye detali, kotorye okazyvayutsya kritichnymi. Poetomu poka rano govorit' o tom, chto v teorii strun estestvennym obrazom voznikaet inflyaciya, trebuetsya nekotoraya podgonka parametrov. No avtory vyrazhayut nadezhdu, chto eto ne nepreodolimaya trudnost', i poka podgonka ne vyglyadit slishkom natyanutoi.

Perevod nazvaniya ne vpolne dosloven, odnako horosho peredaet sut'. Avtory razvivayut svoyu model', v kotoroi Vselennaya kak by probuzhdaetsya iz metastabil'nogo t.n. einshteinovskogo sostoyaniya, posle chego sleduet inflyaciya i dalee obychnyi standartnyi scenarii.

Sobstvenno, v standartnom scenarii vse bolee-menee horosho do inflyacii (dazhe, mozhno skazat', do inflyacii vklyuchitel'no). No chto bylo do? Privlekatel'noi vyglyadit ideya tem ili inym sposobom izbezhat' singulyarnosti. V ramkah mnogih modelei na urovne teorem dokazana neizbezhnost' singulyarnosti, no est' i drugie varianty. V chastnosti, esli vselennaya zakryta, to singulyarnosti mozhno izbezhat'. Sovremennye izmereniya dayut parametr plotnosti 1.02+/-0.02. S odnoi storony eto sil'nyi argument v pol'zu ploskoi modeli, i ne zrya ona naibolee populyarna. S drugoi storony takoi rezul'tat pozvolyaet "protashit'" kak otkrytuyu, tak i zakrytuyu model'. Poslednyuyu vozmozhnost' i issleduyut avtory.

Lekciya mozhet sluzhit' vvedeniem v problemy evolyucii Vselennoi na samyh rannih etapah ee sushestvovaniya i v fundamental'nye fizicheskie processy, deistvuyushie v eto period: fiziku elementarnyh chastic, teoriyu velikogo ob'edineniya i obshuyu teoriyu otnositel'nosti. Osobyi upor v dannom obzore sdelan na inflyaciyu i kvantovye inflatonnye polya. Rassmotreny takzhe voprosy interpretacii anizotropii reliktovogo izlucheniya i budushie perspektivy teorii, v pervuyu ochered' "v svete" temnoi materii i teorii strun.

Bol'shoi detal'nyi obzor o laboratornyh poiskah temnoi materii, v pervuyu ochered' na ustanovke DAMA v podzemnoi laboratorii Gran Sasso (Italiya). Hotya v obshem-to malo kto somnevaetsya v sushestvovanii temnoi materii, no poka ee "ne potrogayut rukami", okonchatel'noi yasnosti ne budet.

Mrachnaya epoha - eto vremya ot z=1000 (krasnoe smeshenie reliktovogo fona) do momenta poyavleniya pervyh zvezd (i, vozmozhno, kvazarov). T.k. v etu epohu ne bylo yarkih istochnikov, to my ochen' malo znaem o nei. Napominaem, chto stat'i dlya Science pishutsya na dostatochno populyarnom urovne, a potomu u vseh est' shans uznat' iz etoi raboty koe-chto novoe o vremeni, kogda zvezdy eshe ne zazhglis'.

Topologicheskie defekty - ochen' prostye ob'ekty. Esli v prirode sushestvuet pole, potencial kotorogo (zavisimost' energii ot amplitudy) imeet vid "butylochnogo donyshka" ili "meksikanskoi shlyapy", s lokal'nym maksimumom v centre, okruzhennym kol'cevym minimumom,

Tipichnyi potencial polya, privodyashii
k obrazovaniyu topologicheskih defektov.

to mozhet proizoiti sleduyushee: poka temperatura Vselennoi (t.e. srednyaya energiya vseh chastic) velika po sravneniyu s central'nym maksimumom, srednee znachenie polya ravno nulyu (iz-za simmetrichnoi formy potenciala). Po mere ostyvaniya chasticy nachinayut chuvstvovat' maksimum i, v konce koncov, dolzhny okazat'sya v odnoi iz tochek kol'cevogo minimuma. V dostatochno udalennyh drug ot druga prichinno-nezavisimyh chastyah Vselennoi pole "padaet" v raznye tochki kol'ca, v rezul'tate chego estestvenno voznikayut situacii, podobnye pokazannye na risunke: vokrug topologicheskogo defekta napravlenie vektora polya probegaet vse vozmozhnye znacheniya, a v samom defekte pole "ne znaet kuda emu padat'".

Obrazovanie topologicheskogo defekta - kosmicheskoi struny -
pri fazovom perehode i struktura polya vokrug nego.

Sushestvovanie podobnyh polei predskazyvaetsya mnogimi modelyami elementarnyh chastic. Podobnye defekty voznikayut ne tol'ko v rannei Vselennoi, no i pri razlichnyh fazovyh perehodah.

V nastoyashee vremya razlichnye nezavisimye dannye nablyudenii ukazyvayut na to, chto nasha Vselennaya "ploskaya". S ispol'zovaniem dannogo rezul'tata, obrabatyvaya i kombiniruya dannye sloanovskogo cifrovogo obzora neba (SDSS) i sputnika WMAP, avtory poluchayut novye argumenty v pol'zu sushestvovaniya temnoi energii.

V obzore opisyvayutsya osnovnye nablyudatel'nye fakty, svidetel'stvuyushie v pol'zu sushestvovaniya temnoi materii. Avtor pytalsya izlagat' v dostatochno dostupnoi, no strogoi forme ("pedagogicheskoi" po ego opredeleniyu). Vidimo, eto emu udalos'.

V svoe vremya Stiven Vainberg napisal znamenituyu populyarnuyu knizhku "Pervye tri minuty" (ona perevodilas' i na russkii yazyk, a nedavno byla pereizdana). Etot obzor napisan bolee strogim yazykom, poetomu vse aspekty evolyucii Vselennoi v nego ne vmestilis', mesta hvatilo tol'ko na pervichnyi sintez elementov (pravda obzor eshe ohvatyvaet v sem' raz bol'shii interval vremeni).

Kak i skol'ko sinteziruetsya deiteriya, geliya-3 i -4, litiya-7? Kak eti velichiny svyazany s kosmologicheskimi parametrami? Kakie ogranicheniya na ih osnove mozhno sdelat'? Na skol'ko nadezhno? - Vot osnovnye voprosy, rassmatrivaemye v dannom obzore.

Eta stat'ya chastichno pereklikaetsya s preprintom astro-ph/0306431, annotaciya kotorogo byla opublikovana v 48-m vypuske nashego obozreniya.

Povedenie samyh nizkih mul'tipolei anizotropii reliktovogo izlucheniya neobychno. V dannoi stat'e podmecheny tri interesnye osobennosti:

1. Kvadrupol' reliktovogo izlucheniya nizhe ozhidaemogo iz teorii. Sluchainoe otklonenie takoi velichiny imeet veroyatnost' realizacii 1/20.
2. Oktupol' tozhe mal. Veroyatnost' sluchaino realizacii oktupolya 1/20 (sovpadenie veroyatnostei, deistvitel'no, chisto sluchaino).
3. Nablyudaetsya ochen' blizkoe raspolozhenie osei kvadrupolya i oktupolya, veroyatnost' sluchainoi realizacii kotoroi 1/60.

Odnako nablyudaemye svoistva poluchayut estestvennoe ob'yasnenie v modeli Vselennoi s bolee slozhnoi - toroidal'noi - topologiei s radiusom svertki ravnym primerno polovine radiusa gorizonta.

Karta anizotropii reliktovogo izlucheniya po dannym WMAP (vverhu),
ee kvadrupol' (v seredine) i oktupol' (vnizu).

Dopolnitel'nye svedeniya mozhno naiti na saite avtorov http://www.hep.upenn.edu/~angelica/topology.html.

Nedavno my pisali o popytkah ob'yasnit' uskorennoe rasshirenie Vselennoi s pomosh'yu modificirovannoi gravitacii. V dannoi korotkoi zametke avtory pokazyvayut, chto eto ochen' neprosto. Bolee togo, ih zaklyuchenie sostoit v tom, chto trebuemye parametry protivorechat mnogim horosho ustanovlennym faktam.

Bez vsyakih ob'yasnenii prosto citiruyu avtora: My rassmotreli kosmologicheskie dannye (anizotropiyu relikta, sverhnovye tipa Ia i krupnomasshtabnuyu strukturu) i prishli k vyvodu, chto v ramkah prostoi lineinom modeli uravneniya sostoyaniya temnoi energii nashu Vselennuyu ozhidaet odin iz treh vozmozhnyh variantov budushego:

1. beskonechnoe rasshirenie v konechnyi moment vremeni ne ranee 7 mlrd. let ot segodnyashnego dnya [podrobnee sm. "Bol'shoi razryv"];
2. beskonechnoe uskorennoe rasshirenie Vselennoi pri dominirovanii temnoi energii;
3. dissipaciya temnoi energii v budushem, posle chego Vselennaya budet beskonechno rasshiryat'sya po fridmanovskomu zakonu a(t)~t^2/3.

C vyvodami avtora mozhno sporit' ili somnevat'sya v ih tochnosti, no stol' "raznoobraznoe" budushee govorit o tom, skol' eshe veliki neopredelennosti v dannoi oblasti nauki.

Avtory kriticheski rassmatrivayut ideyu o tom, chto uskorennoe rasshirenie Vselennoi mozhet byt' svyazano ne s temnoi energiei, a s modificirovannoi gravitaciei. Interesnoe zaklyuchenie, k kotoromu oni prihodyat, sostoit v tom, chto v sluchae modificirovannoi gravitacii (ob'yasnyayushei nablyudaemoe uskorenie) budut zametnye effekty na masshtabah sushestvenno men'shih Habblovskogo (vplot' do Solnechnoi sistemy). Krome togo, rost kosmologicheskih vozmushenii plotnosti v sluchae modificirovannoi gravitacii budet bolee medlennym. Nablyudeniya samogo blizhaishego budushego (dannye po kosmologicheskim sverhnovym i krupnomasshtabnoi strukture - dlya vozmushenii, dve missii k Merkuriyu - dlya Solnechnoi sistemy) dadut ili ochen' ser'eznye (ubiistvennye?) ogranicheniya na modificirovannuyu gravitaciyu kak ob'yasnenie uskoreniya rasshireniya Vselennoi, ili zhe dadut "polozhitel'nyi effekt" - t.e. budut zaregistrirovany predskazannye MG effekty.

Ochen' chasto kosmologiyu rannei Vselennoi predstavlyayut kak kakuyu-to smes' matematiki i filosofii (plyus nemnozhko religii po vkusu). Primerno tak ono i bylo let edak .... (avtory obzora togda eshe ne rodilis'). Seichas vse bol'shee i bol'shee znachenie priobretayut nablyudeniya. Modeli nado proveryat'! Imenno etim i zanimayutsya avtory dannoi stat'i. Konkretno, rech' idet o proverke haoticheskoi inflyacii v modeli Randall-Sandram (otmetim, chto fakticheski ideya, ispol'zovannaya Randall i Sandramom, byla ranee predlozhena Merabom Gogberashvili, sm. ob etom takzhe v obzore Rubakova (2001)).

foto Lizy Randall okazalos' naiti gorazdo proshe, chem foto Ramana Sandrama, navernoe nam ponyatno pochemu...

Avtory provodyat sravneniya predskazanii teorii dlya raznyh parametrov s dannymi WMAP i 2dF (ob etom obzore my pisali v proshlom vypuske). Rezul'taty govoryat o tom, chto parametry kvadratichnogo potenciala mogut byt' sil'no ogranicheny uzhe sushestvuyushimi dannymi. Po suti avtory hotyat skazat', chto v prostom variante takaya teoriya uzhe nachinaet protivorechit' nablyudeniyam. Chuvstvuetsya, chto s zapuskom sputnika Plank teoretikam stanet eshe slozhnee...

Obshim mestom stalo rassuzhdenie o tom, chto v poslednie 10-20 let v kosmologii imeet mesto nablyudatel'nyi bum: mnogochislennye (nazemnye, ballonye i kosmicheskie) eksperimenty po nablyudeniyu reliktovogo izlucheniya, nablyudeniya ob'ektov na bol'shih krasnyh smesheniyah, izuchenie krupnomasshtabnoi struktury ... Odnim iz vazhnyh proektov samogo poslednego vremeni yavlyaetsya 2dF (chto oznachaet "dvuhgradusnoe pole") obzor krasnyh smeshenii. V hode raboty proekta polucheny krasnye smesheniya dlya 221414 istochnikov (v osnovnom eto, razumeetsya, galaktiki). V stat'e predstavleny okonchatel'nye rezul'taty proekta (sm. takzhe Astronomicheskie kartinki dnya ot 14 iyunya 2000, i 4 sentyabrya 2001).

Obzor sovremennoi kosmologii dlya fizikov. Kratko zatronuty vse osnovnye problemy: kak reshennye, tak i nereshennye. Temnaya materiya, sintez elementov, dinamika rasshireniya i t.d. Nesmotrya na to, chto obzor napisan dlya fizikov, nikakih slozhnyh formul tam net. Poetomu stat'yu mozhno rekomendovat' vsem, kto sledit za razvitiem nauki o Vselennoi.

Stat'i na temu ob izmenenii fundamental'nyh konstant so vremenem regulyarno poyavlyayutsya sredi preprintov astro-ph, gr-qc i v nekotoryh drugih razdelah arXiv.org. Chashe drugih v poslednie neskol'ko let obsuzhdaetsya vopros o peremennosti (ili postoyanstve) postoyannoi tonkoi struktury . Etot interes vyzvan poyavleniem novogo metoda obnaruzheniya takoi peremennosti - cherez izmerenie otnosheniya dlin voln dubletov nekotoryh spektral'nyh linii. Etot metod byl predlozhen i vpervye primenen gruppoi astrofizikov iz Sankt-Peterburgskogo Fiziko-Tehnicheskogo Instituta, a zatem poluchil shirokoe rasprostranenie.

Odnako izmerenie spektrov dalekih kvazarov ne edinstvennyi sposob sledit' za izmeneniem so vremenem. Okazyvaetsya svetimost' sverhnovyh tipa Ia v maksimume umen'shaetsya pri uvelichenii . Planiruemyi seichas kosmicheskii eksperiment SNAP, kotoryi dolzhen obnaruzhit' i izmerit' svetimost' bol'shogo chisla kosmologicheskih sverhnovyh, smozhet opredelit' izmenenie postoyannoi tonkoi struktury s tochnost'yu poryadka 10^-2. (Pravda po kvazaram postoyanstvo etoi velichiny provereno s tochnost'yu luchshe 10^-4:).

Smotrite takzhe preprint astro-ph/0306483, kotoryi posvyashen izmereniyu peremennosti postoyannoi tonkoi struktury spektral'nym sposobom na desyatimetrovom teleskope Kek.

Nebol'shoi obzor po magnitnym polyam na bol'shih masshtabah. Osnovnaya problema v etoi oblasti: otkuda vzyalis' pervichnye magnitnye polya? My znaem, kak mozhno usilit' pole (pridumany raznye dinamo-mehanizmy). No nado, chtoby bylo chto usilivat'. Sobstvenno, stat'ya posvyashena razlichnym mehanizmam generacii pervichnogo polya. Dlya nefizikov chitat' budet neprosto, zato dlya fizikov budet interesno.

Vpervye anizotropiya reliktovogo izlucheniya byla izmerena primerno 10 let nazad v eksperimentah COBE i Relikt. Oba etih eksperimenta provodili nablyudeniya vsego neba, t.e. pozvolili opredelit' samye nizshie mul'tipoli (dipol', kvadrupol' i t.d.). Mnogochislennye posleduyushie eksperimenty provodili izmereniya na nebol'shih uchastkah neba, i nizshie garmoniki byli dlya nih nedostupny. Sleduyushei missiei, kotoraya smogla pomerit' nizshie mul'tipoli, stal luchshii na segodnyashnii den' eksperiment WMAP (my mnogo o nem pisali v poslednie polgoda).

Neozhidannym rezul'tatom WMAP okazalos' ochen' malaya amplituda neskol'kih samyh nizkih mul'tipolei, t.e. Vselennaya, kotoruyu my vidim, v naibolee krupnyh masshtabah (neskol'ko men'she ili sravnimyh razmerom gorizonta ~10²⁸ sm, no ne prevyshayushih ego!) okazalas' gorazdo odnorodnee, chem my mogli ozhidat'.

Sleduet zametit', chto naibolee nizkie mul'tipoli, sootvetstvuyushie samym bol'shim uglovym masshtabam na nebe, imeyut naimen'shuyu statisticheskuyu znachimost'. Eto utverzhdenie dostatochno prosto ob'yasnit' - dlya samyh nizkih garmonik na nebe mozhno vydelit' vsego neskol'ko nezavisimyh ploshadok sootvetstvuyushego uglovogo razmera, v etom sluchae fluktuaciya signala v odnoi iz nih mozhet zametno povliyat' na znachenie amplitudy dlya dannogo mul'tipolya v celom.

Vopros o tom vyhodyat li rezul'taty WMAP za predely dostovernosti sovremennyh modelei ili net - intensivno obsuzhdaetsya v poslednie mesyacy. Dannaya rabota Efstafio - odna iz nih. Ego zaklyuchenie - dlya ob'yasneniya amplitudy nizshih mul'tipolei privlekat' novuyu fiziku ne trebuetsya.

Teoreticheskie spektry amplitudy anizotropii reliktovogo izlucheniya i dannye WMAP. V stat'e obsuzhdaetsya povedenie treh samyh levyh tochek.

Odnako ego opponenty s etim ne soglasny - sm., naprimer, rabotu Kesdena i dr. (astro-ph/0306597) v kotoroi oni prihodyat k protivopolozhnym vyvodam.

Bezuslovno, luchshie populyarnye stat'i pishutsya krupnymi avtoritetnymi uchenymi, imeyushimi opyt i talant populyarizatorstva. Ostraiker i Shteinhard bezuslovno otnosyatsya k ih chislu. Dannaya stat'ya (bez opoznavatel'nyh znakov) predstavlyaet soboi populyarnyi obzor, posvyashennyi temnoi materii. Avtory nachinayut s samogo nachala, s azov, prodvigayas' postepenno k osnovnoi teme stat'i:"kak po dannym o galaktikah mozhno poluchit' vazhnuyu informaciyu o svoistvah temnoi materii".

(Stiven Vainberg - klassik sovremennoi kosmologii. Ego kniga "Gravitaciya i kosmologiya" dolgie gody byla luchshim uchebnikom po kosmologii (ona ochen' horosha i segodnya, no tol'ko v otnoshenii klassicheskih razdelov etoi nauki), a ego broshyura "Pervye tri minuty" byla nauchno-populyarnym bestsellerom.)

Okruzhayushii nas mir neodnoroden v malyh (po kosmologicheskim merkam) masshtabam. Prichina etogo v tom, chto v dalekom proshlom vo Vselennoi sushestvovali nebol'shie vozmusheniya. (Eti vozmusheniya sushestvovali "vsegda" oni voshodyat k kvantovym fluktuaciyam na moment Bol'shogo vzryva.) Vozmusheniya mogli byt' treh principial'no razlichnyh tipov: plotnosti veshestva (adiabaticheskie), skorostei chastic (vihrevye) i gravitacionnogo potenciala (tenzornye gravitacionnye volny). Po mere rasshireniya Mira vihrevye vozmusheniya ubyvayut bystree vsego i na segodnyashnii den' ne dolzhny davat' skol'-nibud' zametnyh proyavlenii (naprimer v anizotropii reliktovogo izlucheniya). Nablyudeniya etomu teoreticheskomu utverzhdeniyu ne protivorechat. Adiabaticheskie i tenzornye mody dolzhny prisutstvovat' i segodnya. Soglasno teorii adiabaticheskie mody sushestvuyut na lyubyh uglovyh masshtabah, a gravitacionnye volny (tenzornye mody) tol'ko na dostatochno krupnyh. Otnoshenie vkladov adiabaticheskih i tenzornyh mod na nizkih mul'tipolyah vazhnyi i interesnyi kosmologicheskii parametr.

V dannoi zametke vyvedena analiticheskaya formuly dlya zatuhaniya tenzornyh mod v mire zapolnennom, svobodnymi neitrino. Poluchen ryad interesnyh sootnoshenii.

Vsem sovetuem prochitat' etu stat'yu. Po suti eto otredaktirovannaya stenogramma doklada na konferencii, posvyashennoi 60-letiyu Stivena Hokinga. Stil' izlozheniya zamechatel'nyi: s shutkami i liricheskimi otstupleniyami. Gus, buduchi odnim iz osnovatelei teorii inflyacii, detal'no i interesno rasskazyvaet ob istorii etih sobytii, proishodivshih okolo 20 let nazad. Mozhno neposredstvenno oshutit' mnogie osobennosti raboty "na linii fronta".

Vtoraya chast' stat'i posvyashena novoi rabote Borde, Vilenkina i Gusa, v kotoroi oni pokazali, chto po krainei mere naibolee prostye modeli inflyacii, buduchi "vechnymi" v budushem, vse-taki trebuyut "nachala" v proshlom.

Nekotoraya chast' raboty, kak sleduet iz nazvaniya, posvyashena pervichnym vozmusheniyam (eta byla problema pervoi teorii, predlozhennoi Gusom, v dal'neishih rabotah - prezhde vsego stat'yah Linde - eta problema byla reshena). T.o. bolee "prodvinutym" chitatelyam mozhet byt' interesno prochest' svezhuyu original'nuyu rabotu "Cosmological Perturbations in a Big Crunch/Big Bang Space-time", posvyashennuyu probleme kosmologicheskih vozmushenii.

Izuchenie sobstvenno temperaturnyh fluktuacii reliktovogo izlucheniya za poslednee desyatiletie prodvinulos' ochen' daleko. Konechno, dal'neishee povyshenie tochnosti takih eksperimentov prineset eshe mnogo interesnogo, no kachestvenno novoi informacii kosmologi ozhidayut ot nablyudenii polyarizacii mikrovolnovogo fona. V raspredelenii polyarizacii po nebu mozhno vydelit' ortogonal'nye mody (E i B). Pervaya iz nih (E) svyazana s nachal'nymi adiabaticheskimi vozmusheniyami plotnosti, a vtoraya (B) - s gravitacionnymi volnami. Odnako, pri provedenii procedury razdeleniya mod mogut vozniknut' slozhnosti. Odna iz nih obsuzhdaetsya v dannoi stat'e: esli raspredelenie polyarizacii izmereno ne na vsem nebe, a tol'ko na kakom-to ego uchastke (eto tipichnaya situaciya dlya bol'shinstva eksperimentov po izmereniyu fluktuacii relikta), to E i B mody ne udaetsya razdelit' "chisto". V etom sluchae bolee slabaya B-moda mozhet okazat'sya ochen' sil'no iskazhennoi.

Raspredelenie E-mody polyarizacii
v goryachem pyatne reliktovogo izlucheniya

Korotkoe opisanie osnovnyh rezul'tatov raboty ballonnogo eksperimenta Arheops (Archeops). Stat'ya nachinaetsya s korotkogo vvedeniya, posvyashennogo reliktovomu izlucheniyu. Zatem opisyvaetsya sam eksperiment. Eto ohlazhdaemye geliem pribory, analogichnye tem, chto budut ustanovleny na sputnike Planck. Vtoraya polovina stat'i posvyashena rezul'tatam nablyudenii. Arheops poluchil spektr moshnosti reliktovogo fona ot l poryadka 10 do l poryadka 300. T.e. horosho propisalsya pervyi pik, chto nahoditsya v prekrasnom soglasii s dannymi drugih eksperimentov. Osnovnoi zadachei bylo propisyvanie spektra ot 10 do 100, chtoby svyazat' dannye COBE na malyh l s dannymi mnozhestva nazemnyh i ballonnyh eksperimentov na l bol'she 100.

Kak opredelit' postoyannuyu Habbla? Dlya etogo nado razdelit' skorost' s kotoroi dalekaya galaktika udalyaetsya ot nas na rasstoyanie do nee. Skorost' izmeryaetsya prosto i tochno - po krasnomu smesheniyu spektral'nyh linii. Procedura opredeleniya rasstoyaniya gorazdo slozhnee. Klassicheskaya shkala rasstoyanii sostoit iz mnogih chastei - rasstoyaniya do samyh blizkih zvezd, zatem do bolee dalekih i yarkih, potom do samyh yarkih, takih kak cefeidy i Sverhnovye, kotorye mozhno obnaruzhit' v drugih galaktikah. No kazhdyi shag vnosit svoyu pogreshnost', v rezul'tate chego oshibka v rasstoyanii do udalennoi galaktiki mozhet okazat' dostatochno bol'shoi.

Gravitacionnoe linzirovanie na galaktikah i ih skopleniyah pozvolyaet izmeryat' rasstoyanie do istochnika izlucheniya minuya promezhutochnye shagi. Dlya etogo neobhodimo izmerit' raznicu vremen prihoda signala ot raznyh izobrazhenii istochnika. Dlya etogo, konechno, neobhodimo, chtoby linziruemyi ob'ekt byl peremennym. Ideya podobnyh izmerenii byla predlozhena davno, s momenta otkrytiya pervyh gravlinz interes k nei ne ischezaet. V nastoyashee vremya vremennaya zaderzhka izmerena uzhe dlya 10 gravitacionnyh linz.

Vremennaya zaderzhka ne edinstvennaya velichina, neobhodimaya dlya polucheniya rasstoyaniya ili postoyannoi Habbla, eshe neobhodimo znat' raspredelenie veshestva v gravitacionnoi linze (ili zadat' kakuyu-to ee model'). Raznica okazyvaetsya dovol'no sil'na - pri izotermicheskom raspredelenii veshestva (kotoroe sootvetstvuet ploskim krivym vrasheniya galaktik) avtory dynnoi stat'i poluchili znachenie postoyannoi Habbla H₀=48+/-3 km/c/Mpk, a dlya bolee koncentrirovannyh k centru galaktik s galo iz temnoi materii pri postoyannom otnoshenii massa/svetimost' - znachenie H₀=71+/-3 km/c/Mpk. (Oba znacheniya polucheny po odnoi i toi zhe vyborke linz.) Vtoroe iz ukazannyh znachenii H₀ sovpadaet s poluchennymi drugimi sposobami, pervoe - sushestvenno nizhe.

Smotri takzhe stat'yu Kumpansa astro-ph/0306216.

Dolgoe vremya v voprose o hode formirovaniya galaktik drug s drugom konkurirovali dve teorii: teoriya fragmentacii utverzhdala, chto snachala gaz (veshestvo) sobiralos' ochen' krupnye oblaka (iz-za ploskoi formy iz nazvali "blinami"), eti oblaka zatem iz-za gravitacionnoi neustoichivosti raspadalis' na chasti iz kotoryh i obrazovyvalis' galaktiki. Prichem krupnye galaktiki v srednem poyavlyalis' bystree i ran'she, chem melkie. Teoriya ierarhicheskogo skuchivaniya opisyvala protivopolozhnoe napravlenie evolyucii - ot melkih gazovyh oblachkov (kotoryh nablyudayutsya v Laiman-al'fa-lese) - k karlikovym galaktikam, a ot nih - k krupnym massivnym spiralyam.

Nablyudeniya s Habblovskogo teleskopa nashli podtverzhdenie vtoroi teorii, na krasnyh smesheniyah z~3 ierarhicheskaya "sborka" galaktik iz melkih chastei nablyudaetsya napryamuyu.

Korotkii obzor bez formul, no s mnozhestvom kartinok pro to, kak v laboratoriyah ishut chasticy temnoi materii, kakimi oni mogut byt', i chto takoe, v chastnosti, supersimmetrichnaya temnaya materiya. Zanimatel'noi informacii v stat'e nemnogo. V osnovnom "shershavym yazykom plakata" rasskazyvaetsya o konkretnyh eksperimentah (kak rabotayushih, tak i planiruyushihsya) i ob ih rezul'tatah (rezul'tat, kak izvestno, nulevoi, est' tol'ko verhnie predely. Odnako, deyatel'nost' eta absolyutno neobhodimaya, t.k. poka chasticy temnoi materii "ne poimayut za borodu i ne zasunut v probirku", my ne smozhem byt' okonchatel'no ubezhdeny v pravil'nosti mnogih kosmologicheskih teorii).

Sm. takzhe sleduyushuyu stat'yu, posvyashennuyu toi zhe tematike.

Skoree vsego chasticy, sostavlyayushie temnuyu materiyu, budut dostatochno (ili ochen') massivnymi i slabo vzaimodeistvuyushimi s obychnym veshestvom. (S etim utverzhdeniem soglasno bol'shinstvo kosmologov i astrofizikov.) Dlya klassa etih chastic byla dazhe pridumana special'naya abbreviatura, otrazhayushaya ih fenomenologicheskie svoistva, WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles - Slabo Vzaimodeistvuyushie Massivnye Chasticy). Do sih por ne otkrytye supersimmetrichnye partnery obychnyh chastic, kotorym posvyashen dannyi obzor, vpolne podhodyat na eto rol'.

Takie chasticy mozhno iskat' "kosvennym" obrazom - po reakciyam v kotorye oni vstupayut (dlya kazhdogo tipa WIMPs budut harakterny svoi reakcii) ili "pryamym" metodom - po mehanicheskomu vozdeistviyu etih tyazhelyh chastic na detektor.

Sravnenie pryamyh i nepryamyh metodov registracii, rezul'taty provodimyh eksperimentov i perspektivy budushih - vot osnovnaya tema obzora.

V poslednee vremya problema izmeneniya konstant (v pervuyu ochered' postoyannoi tonkoi struktury) privlekaet vse bol'shee vnimanie teoretikov. Svyazano eto, po vsei vidimosti, s nepodtverzhdennym rezul'tatom o nalichii variacii postoyannoi tonkoi struktury s kosmologicheskim krasnym smesheniem. V dannoi rabote daetsya nebol'shoi obzor teoreticheskih modelei (v osnovnom strunnyh), v kotoryh "postoyannye nepostoyanny". Obsuzhdayutsya planiruemye eksperimenty po proverke etih scenariev.

Teoriya kosmologicheskih vozmushenii naibolee tochnyi kolichestvennyi apparat, kotoryi v poslednee vremya vse shire primenyaetsya dlya ocenki razlichnyh kosmologicheskih parametrov i proverki razlichnyh modelei.

V etoi lekcii dan obzor klassicheskoi (N'yutonovskoi) teorii neustoichivostei, razvitie kosmologicheskih neustoichivostei v OTO, svyaz' s nachal'nymi usloviyami na inflyacionnoi stadii i s kvantovymi vozmusheniyami na subplankovskih masshtabah.

Korotkii doklad Stivena Hokinga, posvyashennyi raznym podhodam k izucheniyu Vselennoi. Standartnye podhody (inflyaciya, t.n. "pre-big-bang" etc.) Hoking nazyvaet "bottom up" - snizu vverh. Istoriya Vselennoi rassmatrivaetsya ot nekotorogo nachal'nogo sostoyaniya do nashih dnei, i problema svoditsya v zadaniyu takih nachal'nyh uslovii, chtoby poluchit' to, chto my vidim (i chto sushestvovalo by i bez nas). Etomu on protivopostavlyaet podhod "sverhu vniz" ("top down").

Podhod Hokinga osnovan na utverzhdenii, chto "rozhdenie Vselennoi" (chtoby pod etim ne podrazumevalos') bylo kvantovym sobytiem, a znachit u Vselennoi net odnoi istorii. S nekotoroi veroyatnost'yu (amplitudoi) vse vozmozhno. Poetomu dlya opisaniya evolyucii Vselennoi sleduet ispol'zovat' feinmanovskii integral po traektoriyam (v nekotorom smysle eto tesno svyazano s odnim iz variantov mul'tiversov). T.e. nado brat' sovremennoe sostoyanie i idti nazad, smotret', chto moglo vnosit' vklad v to, chto my vidim. Krome togo, Hoking nadeetsya, chto takoi podhod pozvolit voobshe uiti ot voprosa o nachal'nyh usloviyah, t.k. ih vklad v nablyudaemuyu kartinu budet prosto nesushestvennym.

Povtorimsya, eto lish' pyatistranichnyi doklad bez formul, bez ssylok i t.d. Ne buduchi neposredstvenno professional'no vovlechennymi v etu deyatel'nost', my zatrudnyaemsya dat' bolee obshirnyi (kriticheskii?) kommentarii. Nadeemsya, chto v nedalekom budushem smozhem napisat' ob etom podrobnee...

Vsego neskol'ko let nazad kosmologi stoyali pered nepriyatnoi dilemmoi - brannye modeli, ochen' prityagatel'nye po celomu ryadu teoreticheskih soobrazhenii, ne pozvolyali vosproizvesti stadiyu inflyacionnogo rasshireniya, neobhodimost' kotoroi vytekala iz nablyudenii. Potom byli naideny modeli v kotoryh inflyaciya voznikaet. Odna iz nih - model' bran Rendall-Sandram tipa II (Randall-Sundrum type II braneworld) - kotoroi i posvyashen dannyi obzor.

Liniya Laiman-beta imeet men'shuyu dlinu volny, chem Laiman-al'fa. A potomu v nablyudaemyh spektrah ona sootvetstvuet ob'ektam na bOl'shih krasnyh smesheniyah. Krome togo, iz-za bOl'shego secheniya vzaimodeistviya Laiman-al'fa s bol'shih krasnyh smeshenii prosto "zamyvaetsya", tak chto i s etoi tochki zreniya Laiman-beta daet luchshuyu informaciyu o mezhgalakticheskoi srede na bol'shih z. V stat'e avtory obsuzhdayut, kak mozhno ispol'zovat' etot prostoi fakt dlya polucheniya informacii o raspredelenii veshestva vo Vselennoi. Odnim iz vazhnyh punktov yavlyaetsya nezavisimaya proverka predskazanii, sdelannyh na osnove modelei Laiman-al'fa lesa, po nablyudeniyam Laiman-beta.

S odnoi storony, Laiman-al'fa les - moshneishii isnstrument sovremennoi kosmologii. S drugoi - pro nego malo znaet shirokaya publika. Eto dosadno, tem bolee, chto ideya-to ochen' prostaya. Izuchaya spektry dalekih galaktik i kvazarov, my vidim mnozhestvo spektral'nyh linii, neprinadlezhashih dannomu vnegalakticheskomu ob'ekty, a nabrannye "po doroge". Luch sveta "prosvechivaet" Vselennuyu na svoem puti, i kazhdaya galaktika, oblako vodoroda i t.d. ostavlyaet svoi sled v spektre. Osobenno chetko vidny linii Laiman-al'fa. Eto moshnaya vodorodnaya liniya. Vodoroda mnogo, a potomu imenno etot "otpechatok" okazyvaetsya naibolee zametnym. T.o., poluchiv odin horoshii spektr dalekogo ob'ekta, vy poluchaete informaciyu o raspredelenii veshestva na luche zreniya (konechno zhe, mozhno opredelit' krasnoe smeshenie kazhdoi "poputnoi" linii v spektre).

V etoi korotkoi zametke avtor obsuzhdaet dva vozmozhnyh primeneniya Laiman-al'fa lesa v kosmologii. Pervoe svyazano s povedeniem barionov na krasnyh smesheniya bol'she edinicy. Vtoroe - s ul'trafioletovym fonom, kotoryi svyazan s istochnikami na bol'shih krasnyh smesheniyah.

Odnako, buduchi samoi sil'noi, Laiman-al'fa ne yavlyaetsya edinstvennoi liniei. O Laiman-beta sm. stat'yu astro-ph/0305498 nizhe.

O razlichnyh variantah "parallel'nyh" vselennyh seichas pishut dovol'no mnogo. Odnako, bezuslovno, tema eta bolee chem polufilosofskaya - nikakih nablyudenii po suti dela net. No nado kak-to pytat'sya dvigat'sya vpered, chto i delayut avtory. Oni pytayutsya nachat' s opredelenii (po vozmozhnosti na matematicheskom yazyke), kotorye pozvolili by rassuzhdat' o mul'tiversah (i voobshe ob ansamblyah vselennyh) ne k terminah filosofskih kategorii. Hotya, konechno, ne izbegayut oni i filosofskih diskussii.

Na nastoyashii moment naibolee prorabotannym i chastichno podtverzhdennym nablyudeniyami scenariem yavlyaetsya haoticheskaya inflyaciya, predlozhennaya Andreem Linde, i razvivaemaya im i drugimi kosmologami. Imenno eti raboty i posluzhili otpravnoi tochkoi dlya avtorom stat'i. Pereskazyvat' etu rabotu tyazhelo, potomu sovetuem prochest'.

Na proshloi nedele my pisali o Dzhone Bartone, fizike-eksperimentatore, mnogo rabotavshem na razlichnyh podzemnyh ustanovkah. Odin iz poslednih proektov, s kotorym on byl svyazan - eto eksperiment po poisku chastic temnoi materii (WIMPs) v glubokoi shahte Boulbi (Boulby).

Vozmozhno, chto zagadka temnoi materii yavlyaetsya seichas naibolee vazhnoi (iz chetko postavlennyh) v astrofizike, da i voobshe v estestvennyh naukah (isklyuchaya, vozmozhno fundamental'nye problemy v biologii). Nikakogo somneniya v sushestvovanii temnoi materii po suti dela net, no chto za chasticy ee sostavlyayut neyasno. A potomu ochen' hochetsya poimat' za borodu i posadit' v probirku neskol'ko ekzemplyarov. V svyazi s etim v mire vedetsya dovol'no mnogo podzemnyh eksperimentov raznogo razmera i stoimosti, na raznom oborudovanii, po raznym metodikam, osnovnym ili pobochnym produktom kotoryh yavlyaetsya registraciya slabovzaimodeistvuyushih chastic.

V Boulbi vedetsya dva eksperimenta. Pervyi osnovan na scincilyaciyah v zhidkom ksenone. Seichas gotovyatsya k zapusku novyh versii etogo eksperimenta. Vtoroi soderzhit kubometr CS₂ pri nizkom davlenii. Ideya sostoit v nablyudenii sutochnyh (zvezdnye sutki) variacii napravlenii otdachi pri rasseyanii chastic na yadrah (nuclear recoil).

Poka, kak i v drugih eksperimentah, polucheny tol'ko verhnie predely. No, mozhet byt', odnazhdy ...

Po mere ohlazhdeniya Vselennoi na ochen' rannih etapah ee evolyucii (pri energiyah vblizi 10²² eV) nekotorye skalyarnye polya pri fazovyh perehodah mogut obrazovyvat' ochen' neobychnye konstrukcii - tak nazyvaemye topologicheskie defekty - dvumernye "domennye stenki", lineinye "kosmicheskie struny" i tochechnye "monopoli" (ne putat' s magnitnymi monopolyami). Poperechnye razmery etih ob'ektov chrezvychaino maly. Dlya astrofiziki naibolee interesnymi iz nih yavlyayutsya kosmicheskie struny.

Odnim iz naibolee naglyadnyh i legko obnaruzhimyh proyavlenii kosmicheskih strun yavlyaetsya gravitacionnoe linzirovanie. Ono ochen' sil'no otlichaetsya ot linzirovaniya na kompaktnyh ob'ektah (zvezdah, galaktikah i skopleniyah). Pri linzirovanii na komicheskih strunah voznikayut dva raspolozhennyh ryadom izobrazheniya linziruemogo ob'ekta bez kakih-libo zametnyh iskazhenii formy.

Ob'ekt SLC1 (astro-ph/0302547)

Do sih por issledovanie kosmicheskih strun bylo libo chisto teoreticheskim, libo kosvennym (naprimer, ih vklad v anizotropiyu reliktovogo izlucheniya). No nedavno poyavilsya pervyi kandidat v ob'ekty linzirovannye kosmicheskimi strunami - ob'ekt SLC-1 - posmotrite na ego izobrazhenie sprava.

Konechno, srazu vozros interes k poisku takih ob'ektov, i vot pered vami dannaya stat'ya. Kak iskat' linzirovannye ob'ekty? Na kakih krasnyh smesheniyah? Kakimi instrumentami pol'zovat'sya? Vot nekotorye iz voprosov, rassmatrivaemyh v dannoi stat'e.

Tipichnaya geometriya linzirovaniya
na kosmicheskoi strune

Kak izvestno Vselennaya na bol'shih masshtabah sostoit iz volokon i pustot (voidov). Eto dostatochno horosho vidno po raspredeleniyu galaktik i ih skoplenii, t.e. "svetyashegosya veshestva". Razmery voidov sostavlyayut poryadka 20-30 Mpk. Chto nahoditsya v nih? Dlya razresheniya etogo voprosa nuzhno primenyat' chislennoe modelirovanie (sm. takzhe "goryachuyu temu" proshloi nedeli).

Avtory stroyat komp'yuternuyu model' voida metodom mnogi tel (N-body). Okazyvaetsya (sm. risunok), chto void pohozh na "Vselennuyu v miniatyure". Tam temnaya materiya raspredelena opyat' taki v vide struktury s voloknami i voidami! Raznica tol'ko v tom, chto vse massy (massy galo temnoi materii) na chetyre poryadka men'she. Sobstvenno, poetomu-to my i ne vidim tam galaktik.

Segodnya u fizikov-teoretikov bol'shoi interes vyzyvayut teorii v kotoryh nashe prostranstvo-vremya imeet chislo razmernostei bol'shee chetyreh. Dlya vvedeniya dopolnitel'nyh izmerenii est' celyi ryad teoreticheskih predposylok. Odna iz takih teorii predpolagaet, chto sushestvuet tol'ko odno dopolnitel'noe zamknutoe izmerenie. V takoi modeli nash Mir raspolozhen na 4-mernoi giperpoverhnosti (brane), prichem vse obychnye chasticy i vzaimodeistviya privyazany k brane i tol'ko gravitaciya rasprostranyaetsya vo vsem prostranstve. [Skoree vsego dannaya teoriya ne imeet otnosheniya k fizicheskoi real'nosti, no iz-za nalichiya tol'ko odnogo dopolnitel'nogo izmereniya ee ochen' udobno issledovat'.]

Avtory dannoi stat'i rassmotreli vopros izlucheniya gravitacionnyh voln dvoinoi sistemoi v brannoi modeli. V nei takzhe udaetsya poluchit' kvadrupol'nuyu formulu, podobnuyu vyvedennoi Einshteinom dlya OTO, no iz-za nalichiya v 5-mernom mire dopolnitel'noi stepeni svobody v etoi formule voznikayut nekotorye izmeneniya. Razlichiya v izluchaemom potoke gravitacionnyh voln okazyvayutsya zametnymi i, dlya naibolee horosho izuchennogo dvoinogo pul'sara PSR 1913+16, sostavlyayut okolo 20%. Potok gravitacionnogo izlucheniya ot dannogo pul'sara (po evolyucii ego orbity) izmeren segodnya s tochnost'yu primerno 0.5%, t.e. nablyudeniya dvoinogo pul'sara pozvolyayut zakryt' celyi klass teorii.

Kak yasno iz zaglaviya, rech' idet o nachal'nyh usloviyah dlya Vselennoi. Esli rassmatrivat' klassicheskuyu kosmologiyu, to nalichie singulyarnosti stavit nepreodolimye prepyatstviya na puti postanovki "nastoyashih" nachal'nyh usloviya (a ne uslovii, sootvetstvuyushih nekotoromu momentu vremeni t posle "nachala"). Odnoi iz pervyh ser'eznyh popytok reshit' etu problemu bylo uravnenie Uillera-DeVitta, kotoroe yavlyaetsya dinamicheskim zakonom dlya volnovoi funkcii Vselennoi (v nekotorom smysle eto rasshirenie uravneniya Fridmana).

V etoi zhe rabote Martin Bodzhovald ispol'zuet bolee sovremennyi podhod. osnovannyi na petlevoi kvantovoi gravitacii. Ideya sostoit v diskretnosti prostranstva, chto privodit ne k differencial'nomu, a k raznostnomu uravneniyu, opisyvayushemu povedenie volnovoi funkcii vblizi "nachala" ("nachalo" sootvetstvuet n=0). Dlya bol'shih n uravnenie perehodit v uravnenie Uillera-DeVitta. Avtor pokazyvaet, chto problema singulyarnosti ischezaet pri takom podhode. Sootvetstvenno demonstriruetsya svyaz' mezhdu dinamicheskim zakonom rasshireniya Vselennoi, nachal'nymi usloviyami, diskretnost'yu prostranstva i problemoi singulyarnosti. Konechno zhe, eto ne okonchatel'nyi otvet. Eto nekotoroe interesnoe "teoreticheskoe nablyudenie". Odnako, razobrat'sya v etom ves'ma i ves'ma interesno.

Odna iz vazhnyh problem, svyazyvayushih kosmologiyu s fizikoi chastic - problema velichiny kosmologicheskoi postoyannoi. Udivitel'noe delo: ona malen'kaya, no ne nulevaya.

Avtor esse privodit interesnoe nablyudenie, svyazyvayushee kosmologicheskuyu postoyannuyu s entropiei Vselennoi. Ideya sostoit v ispol'zovanii golograficheskogo principa.

Rasschitaem entropiyu Vselennoi. Chto u nas est'? Veshestvo. Ego malo - 10⁸⁰ barinov. Fotonov v milliard raz bol'she. No i etogo malo. Eshe chto-to dobavlyayut reliktovye neitrino, temnoe veshestvo. Tem ne menee, iz "obychnyh predmetov" osnovnoi vklad vnosyat sverhmassivnye chernye dyry - 10¹⁰¹. Sverhmassivnye vazhnee, t.k. entropiya chernoi dyry proporcional'na ploshadi gorizonta, a radius - masse. I vse ravno, etogo malo. Chto u nas eshe ostalos' - kosmologicheskaya postoyannaya. Posmotrim na entropiyu vakuuma, i sravnim ee potom s golograficheskim predelom. Pri raschete entropii vakuuma my stalkivaemsya s problemoi - ona beskonechna, esli my uchityvaem vse nulevye fluktuacii (zero-point fluctuations). Poetomu trebuetsya vvesti t.n. ul'trafioletovoe obrezanie na kakom-to masshtabe dlin (ili, chto to zhe samoe, mass). Voz'mem masshtab kvantovoi hromodinamiki (QCD). Okazyvaetsya, chto poluchennaya entropiya prekrasno soglasuetsya s golograficheskim predelom. Da eshe poputno my poluchaem prostoe uravnenie, pridumannoe 35 let nazad Ya.B. Zel'dovichem, kotorye, pravda, ispol'zoval drugoi masshtab (nu tak i delo-to davno proishodilo).

T.o. avtor demonstriruet interesnuyu svyaz' mezhdu entropiei vakuuma, golograficheskim principom i velichinoi kosmologicheskoi postoyannoi. Opyat' zhe, kak i v kommentarii k pervomu esse, podcherknem, chto eto imenno "interesnoe nablyudenie". Sovershenno neyasno, kakaya fizika za etim lezhit. No bez takih nablyudenii etogo nikogda ne ponyat'.

Uglovoi spektr moshnosti reliktovogo izlucheniya daet massu informacii ob ochen' rannei Vselennoi (vplot' do inflyacii). Ochen' vazhno ponyat', kak otlichayutsya dannye raznyh eksperimentov. Dlya etogo mozhno ispol'zovat' takuyu proceduru: vzyat' i profitirovat' dannye vmeste i po otdel'nosti kakoi-to ponyatnoi model'yu, naprimer, naborom gaussian. Imenno eto i prodelyvayut Carolina Odman i ee soavtory dlya dannyh WMAP i eshe semi eksperimentov.

Net somnenii, chto vse eksperimenty vidyat po-krainei mere tri pika. Otnositel'naya vysota vtorogo i tret'ego pika opredelyaetsya ne ochen' horosho. Yasno, chto mezhdu WMAP i Planck budet mnogo nazemnyh i balonnyh eksperimentov, a potomu issledovaniya, pozvolyayushie vyyavit' sistematiku v etih dannyh predstavlyayut bol'shoi interes.

Soglasno sovremennoi kartine seichas v nashei vselennoi dominiruet temnaya energiya. Odnako, ee priroda neizvestna. Avtory rassmatrivayut razlichnye modeli t.n. "kvintessencii" v prilozhenii k formirovaniyu krupnomasshtabnoi struktury. Vazhnyi moment: temnaya energiya v principe mozhet "svyazyvat'sya" s veshestvom ne tol'ko gravitacionno. Po-krainei mere sushestvuyushie predely (osobenno dlya temnogo veshestva, priroda kotorogo tozhe neizvestna) ne ochen' strogie. Avtory kak raz rassmatrivayut takuyu ekzotiku, kak sushestvennoe "svyazyvanie" (t.e. vzaimodeistvie) temnoi energii i temnogo veshestva. T.o. massy chastic temnogo veshestva okazyvayutsya zavisimymi ot skalyarnogo polya (temnoi energii). Predlozhen termin VAMPS - Varying Mass Particles. Fluktuacii temnoi energii pri nekotoryh dopolnitel'nyh usloviyah mogut igrat' vazhnuyu rol' v formirovanii struktury.

Skoree vsego, priroda ustroena proshe, no chitat' pro vsyu etu ekzotiku ochen' interesno.

Seichas Vselennaya rasshiryaetsya s uskoreniem. Chto s nei budet v budushem? Kakie struktury sohranyat'sya? Otvet zavisit ot uravneniya sostoyaniya temnoi energii. Mogut byt' dostatochno terroristicheski-ekzoticheskie scenarii napodobie "Bol'shogo razryva". M. Busha i dr. rassmatrivayut povedenie struktur (skoplenii i grupp galaktik i t.p.) v sluchae obychnoi kosmologicheskoi postoyannoi (v dopolnenii takzhe kratko rassmotrena kvintessenciya). Chto poluchaetsya? Naprimer, nasha Mestnaya gruppa "otorvetsya" ot skopleniya galaktik v Deve. No samo skoplenie i sama Mestnaya grupaa ne razletyatsya na melkie kusochki. Sohranyat'sya pary galaktik. Esli v mezhgalakticheskom prostranstve letaet para zvezd, to i ona sohranitsya, esli rasstoyanie mezhdu nimi men'she neskol'kih desyatkov parsek. V obshem, budet ne ochen' strashno! Zvezdnoe nebo, vidimoe glazom izmenitsya tol'ko za schet zvezdnoi evolyucii. Chto my poteryaem, tak eto snimki, podobnye "Glubokomu polyu Habbla". Tak chto lyubuites', poka ne pozdno. Cherez kakie-nibud' 200 milliardov let takogo uzhe ne uvidish'.

Na masshtabah menee primerno 100 Mpk veshestvo raspredeleno vo Vselennoi neravnomerno: est' t.n. voidy (pustoty) i filamenty (volokna). Vidim my "vidimoe" veshestvo, a osnovnuyu dolyu (po masse) sostavlyaet temnaya materiya. Poetomu perehod ot nablyudaemogo raspredeleniya "sveta" (t.e. vidimyh galaktik, skoplenii i t.d.) k raspredeleniyu massy ne yavlyaetsya trivial'noi zadachei.

Avtory provodyat gidrodinamicheskoe modelirovanie i akkuratnyi statisticheskii analiz poluchennyh dannyh. Osnovnym rezul'tatom yavlyaetsya uluchsheniya soglasiya s dannymi WMAP (sdelany popravki poryadka 20-30 procentov). Pokazano, chto v voidah (pustotah), zanimayushih primerno 85 procentov ob'ema vselennoi, nahoditsya poryadka 20 procentov massy.

XMM-LSS - eto obzor krupnomasshtabnoi struktury (LSS), provedennyi na sputnike XMM-N'yuton. Kak izvestno, krupnomasshtabnaya struktura horosho propisyvaetsya skopleniyami galaktik, a oni, v svoyu ochered', yavlyayutsya istochnikami rentgenovskogo izlucheniya (svetit v osnovnom goryachii gaz).

Tradicionno takim bol'shim proektam posvyasheno neskol'ko statei, v kotoryh posledovatel'no rassmatrivayutsya nauchnye celi i struktura proekta, osnovnye sobstvennye rezul'taty, korrelyacii s drugimi podobnymi proektami (naprimer, v drugih spektral'nyh diapazonah) i t.d.

Cel'yu bylo uluchshit' s kolichestvennoi storony dannye, poluchennye ranee sputnikom ROSAT. Obzor pokryvaet 64 kvadratnyh gradusa, chto daet okolo 800 skoplenii do krasnogo smesheniya primerno 1. Pervaya stat'ya soderzhit kak raz osnovnye dannye o proekte i pervyh rezul'tatah.

Razumeetsya, v hode obzora otkryvayutsya novye skopleniya, kotorye zatem issleduyutsya bolee detal'no. Etomu posvyashena vtoraya stat'ya.

V stat'yah privoditsya mnogo cvetnyh illyustracii. Posmotret' ih mozhno zdes' i zdes'.

Zamechatel'nyi obzor osnov inflyacionnoi kosmologii dlya studenta-starshekursnika. (To chto obzor stol' udachnyi - ne udivitel'no - on posluzhil osnovoi [ili naoborot?] dlya serii lekcii na odnoi iz letnih shkol.) Esli vy hotite ponyat', chem inflyacionnaya kosmologiya otlichaetsya ot "obychnoi", kakie svoistva nashei Vselennoi estestvenno vytekayut iz sushestvovaniya inflyacionnoi stadii v ee evolyucii i, nakonec, kak vse eti svoistva proyavlyayutsya v neodnorodnostyah reliktovogo izlucheniya, to etot obzor dlya vas. (Formul mnogo - vse taki segodnya kosmologiya eto razdel fiziki - no vse oni k mestu.)

Illyustraciya k vozniknoveniyu dopplerovskih pikov v spektre moshnosti uglovyh fluktuacii reliktovogo izlucheniya

I zakonchu tem, s chego etot obzor nachinaetsya, s epigrafa: "Istoriya kosmologii pokazyvaet, chto kazhdoe pokolenie issledovatelei uvereno, chto im nakonec udalos' otkryt' istinnuyu prirodu Vselennoi".

Na etoi nedele poyavilis' original'nye i obzornye stat'i po neskol'kim takim eksperimentam. Eto Sloanovskii obzor neba (SDSS: astro-ph/0305041), dvuhgradusnyi obzor krasnyh smeshenii (2dfGRS: astro-ph/0305051), komanda po poisku sverhnovyh na bol'shih z (HZT: astro-ph/0305008). V osnovnom v etih stat'yah rech' idet ob opredelenii teh ili inyh kosmologicheskih parametrov. V sluchayah SDSS i 2dfGRS eto v osnovnom svoistva krupnomasshtabnoi struktury, v sluchae HZT - dinamika rasshireniya Vselennoi.

Eshe odna rabota posvyashena perspektive obnaruzheniya (ili zakrytiya) kosmicheskih strun metodom gravitacionnogo linzirovaniya v epohu massovyh obzorov neba. V principe ideyu kosmicheskih strun pochti bylo pohoronili, no okazalos', chto poka vo Vselennoi est' mesto i takim strannyh obrazovaniyam. Ih aktivno privlekayut dlya ob'yasneniya nekotoryh neponyatnyh yavlenii (naprimer, kosmicheskih luchei sverhvysokih energii). Otnositel'no nedavno poyavilas' rabota, gde avtory privodyat lyubopytnyi primer gravitacionnoi linzy. Odnoi iz interpretacii dannogo nablyudeniya yavlyaetsya kosmicheskaya struna. V astro-ph/0305006 rassmatrivayutsya prespektivy obnaruzheniya podobnyh sluchaev linzirovaniya v dannyh sovremennyh i budushih bol'shih obzorov neba.

Prostoi i dostatochno neozhidannyi rezul'tat. Avtory sravnili kartu reliktovogo izlucheniya, postroennuyu sputnikom WMAP, s dvumya indikatorami krupnomasshtabnoi struktury - s kartoi rentgenovskogo fona, postroennoi sputnikom HEAO-1 (ne ponyatno pochemu avtory vzyali takie starye dannye - sputnik letal v 1977-79 gg. - a posle etogo bylo sdelano uzhe neskol'ko bolee chuvstvitel'nyh obzorov), i s kolichestvom radiogalaktik, poluchennym po obzoru NVSS. V oboih sluchayah obnaruzhena polozhitel'naya korrelyaciya, v pervom - na urovne 2.5-3\sigma, vo vtorom - na urovne 2-2.5\sigma. Eti korrelyacii obnaruzheny v oboih polushariyah, oni menyayutsya, no ne ischezayut pri udalenii s kart Galaktiki i tochechnyh istochnikov (t.e. korrelyaciya vyzvana ne imi).

Vyvod: nekotoraya chast' fluktuacii reliktovogo izlucheniya obrazuetsya na malyh krasnyh smesheniyah (z~1). Pervoe predlozhennoe ob'yasnenie - effekt Saksa-Vol'fa - razlichnoe vremya prihoda k nam luchei dvigavshihsya v bolee slabom i bolee sil'nom gravitacionnyh polyah.

Kak izvestno, vpechatlyayushie rezul'taty po izucheniyu dinamiki rasshireniya Vselennoi byli polucheny prakticheski odnovremenno i nezavisimo dvumya gruppami (HZT-High-Z supernova search Team: Garnavich, Schmidt et al. i Supernova Cosmology Project: Perlmutter et al.). Obe gruppy ispol'zovali sverhnovye tipa Ia v kachestve standartnyh svechei, no metodika vo mnogom otlichalas' (i, estestvenno, ispol'zovalis' raznye sverhnovye). V etoi stat'e predstavleny novye rezul'taty gruppy HZT po sverhnovym na krasnyh smesheniyah poryadka 1. Otkryto 8 sverhnovyh na z=0.3-1.2.

Sobstvenno, podtverzhdeny rannie rezul'taty. Edinstvennym vazhnym punktom yavlyaetsya to, chto pohozhe Bol'shoi razryv nam ne grozit: dannye svidetel'stvuyut v pol'zu temnoi energii s parametrom uravneniya sostoyaniya vblizi -1.

Nespecialistam sovetuem prochest' hotya by vvedenie.

Kratkoe izlozhenie dvuh lekcii po povodu dovol'no populyarnoi v sovremennoi teorfizike analogii mezhdu prostranstvom de Sittera i konformnoi teoriei polya (AdS/CFT, obzor sm. zdes'. Voobshe hep-th vydaet okolo 300 ssylok na "AdS/CFT", i eto vsego za neskol'ko let!). Po-russki ob AdS/CFT sm. razdel 5 v obzore Marshakova v UFN (2002 sentyabr'). Privedem nebol'shoi otryvok ottuda:
"... odni i te zhe effekty mozhno sformulirovat' kak na yazyke otkrytyh strun, ili teorii Yanga-Millsa, tak i na yazyke teorii zamknutyh strun, ili gravitacii. V dannom razdele my popytaemsya obsudit' nekotorye sledstviya etoi dual'nosti, obychno ob'edinyaemye na sovremennom zhargone terminom "AdS/KTP-sootvetstvie". Shiroko izvestnyi chastnyi sluchai etogo yavleniya - dual'nost' mezhdu N=4 supersimmetrichnoi chetyrehmernoi konformnoi teoriei Yanga-Millsa (konformnoi teoriei polya - KTP) i gravitaciei v pyatimernom prostranstve anti-de Sittera (AdS). Naibolee interesnym fizicheskim effektom, kotoryi mozhno popytat'sya ponyat' glubzhe v ramkah AdS/KPT-sootvetstviya, yavlyaetsya predlozhennaya Polyakovym parallel' mezhdu dvumya samymi vazhnymi problemami v sovremennoi teoreticheskoi fizike - konfainmentom ili uderzhaniem kvarkov v neabelevoi kalibrovochnoi teorii i nevyletaniem materii za gorizont chernoi dyry."

Dzhonu Ellisu prinadlezhit velikoe mnozhestvo lekcii, dokladov i obzorov s takim nazvaniem. Tak chto ruka u nego nabita.
Zdes' sobrano pyat' lekcii. Pervaya posvyashena vvedeniyu, tam razbirayutsya osnovy kosmologii Bol'shogo vzryva i rassmatrivaetsya Standartnaya model' v fizike chastic. Vtoraya lekciya posvyashena neitrino. Tret'ya - supersimmetrii. Zatem sleduet inflyaciya, kotoroi otvedena chetvertaya lekciya. Nakonec, poslednyaya lekciya posvyashena fizike za predelami Standartnoi modeli.

V hode obzora postroena trehmernaya karta raspredeleniya 221 tysyachi galaktik do krasnyh smeshenii 0.3. Na dannom masshtabe eto samaya polnaya karta na segodnyashnii den'. z=0.3 eto uzhe nemalo, a potomu mozhno detal'no izuchat' krupnomasshtabnuyu strukturu Vselennoi.

V nachale stat'i avtory kratko opisyvayut sam eksperiment. Zatem daetsya izlozhenie rezul'tatov po krupnomasshtabnoi strukture, i nakonec v zaklyuchenie obsuzhdayutsya sovokupnye dannye 2dFGRS i sputnika WMAP. Napomnim, chto kogda komanda WMAP daet tablicu kosmologicheskih parametrov "v epohu posle WMAP", to rech' idet imenno o rezul'tatah sovmestnyh s 2dFGRS, t.k. tol'ko po izmereniyu kosmologicheskogo reliktovgo izlucheniya mnogie parametry mozhno poluchit' lish' s bol'shoi dolei neopredelennosti.

Dannye 2dFGRS horosho ukladyvayutsya v standartnuyu na segodnyashnii den' kartinu s postoyannoi Habbla poryadka 70 km/s/Mpk, holodnoi temnoi materiei, sostavlyayushei 0.3 ot polnoi plotnosti, i 0.7 ot polnoi plotnosti nahoditsya v temnoi energii. Polnaya plotnost' primerno ravna kriticheskoi (t.e. Vselennaya ploskaya).

Polucheny takzhe novye dannye po skuchivaniyu galaktik raznyh tipov. Eti rezul'taty eshe budut sravnivat'sya s detal'nym chislennym modelirovaniem obrazovaniya galaktik, ih grupp i skoplenii.

Ochen' populyarnoe izlozhenie samyh osnov kosmologii, odnako, soderzhat'sya mnogie vazhnye prostye uravneniya. Avtor ottalkivaetsya ot knigi Garrisona "Kosmologiya" (ssylka na ee vtoroe izdanie stoit v spiske literatury za nomerom 1). Esli otbrosit' nekotorye izlishnie popytki dat' naglyadnuyu interpretaciyu (chto celikom prishlo iz knigi Garrisona), to obzor horoshii. On kak podoidet studentov, vozmozhno, dlya prepodavatelei astronomii. Eto imenno chto "vvodnyi obzor". Potom sleduet obratit'sya k bolee ser'eznym istochnikam. Lishnii raz hotim predpuredit', chto mnogie illyustracii, vklyuchennye dlya naglyadnosti, slegka iskazhayut real'nost' (esli my pravil'no ee sebe predstavlyaem, konechno). Poetomu mnogie slova iz obzora ne stoit vosprinimat' kak dogmu.

Dannaya rabota osnovana na vyskazannom eshe v 1997 godu predpolozhenii, chto skopleniya galaktik RXJ 1347.5-1145 i CL 09104+4109 mogut byt' izobrazheniyami skopleniya Coma v sozvezdii Volos Veroniki, porozhdennymi slozhnoi topologiei nashei Vselennoi.

Poskol'ku prostranstvennaya geometriya nashei Vselennoi blizka k ploskoi (t.e. pochti Evklidova), to sushestvuet tol'ko shest' variantov ee topologii. (Dlya etogo nado vzyat' figuru kotoroi mozhno "bez zazorov" zapolnit' Evklidovo prostranstvo i opredelennym obrazom skleit' ee grani.) Nalichie odnoi troiki izobrazhenii ne pozvolyaet vydrat' kako-libo iz shesti variantov, odnako esli by nashlis' eshe dve troiki ob'ektov, to eto mozhno bylo by sdelat'.

Eta rabota pereklikaetsya s korotkoi zametkoi "Ohota za prizrakami" i preprintom astro-ph/0304290.

Ochen' horoshii i ponyatnyi obzor. Avtor detal'no rassmatrivaet kak teoriyu, tak i nablyudeniya. Rech' idet vse o toi zhe "prostranstvenno-vremennoi pene, sposobah ee opisaniya i popytkah i proektah, svyazannyh s nablyudeniem.

Stat'ya predstavlyaet prekrasnyi primer opisaniya "fiziki na predele". Avtor akkuratno privodit vse osnovnye formuly. Obsuzhdaet naibolee populyarnye idei. Razbiraet nekotorye astronomicheskie eksperimenty, prizvannye dat' ogranicheniya (ili proverit') nekotorye teorii na plankovskom masshtabe. Rekomenduem prochest', prichem prochest' dva raza! Vse-taki material ne prostoi. I po-krainei mere - prochtite epigraf...

Eshe odin obzor po izmereniyu rasstoyanii vo vnegalakticheskoi astronomii po peremennym tipa RR Liry. Upominaem o nem v svyazi s vazhnost' rassmatrivaemogo voprosa i polnotoi obzora.

Sputnik WMAP dal dostatochno ser'eznye svidetel'stva v pol'zu dostatochno rannei reionizacii Vselennoi (na krasnyh smesheniyah bol'she 10). Standartnyi scenarii vklyuchaet v sebya reionizaciyu izlucheniem pervyh zvezd i kvazarov. No, konechno zhe, est' i al'ternativy. V dannoi stat'e avtory razbirayut dostatochno populyarnyi scenarii, gde reionizaciya proishodit iz-za vydeleniya energii pri raspade tyazhelyh chastic. Konkretno - rech' idet o massinyh steril'nyh neitrino.

Predlagaetsya dvuhstadiinaya ionizaciya. Na pervom etape rabotayut neitrino, i tol'ko potom, na bolee skromnyh z podklyuchayutsya pervye zvezdy.

Osnovnaya problema zaklyuchaetsya v tom, chto nikto takih neitrino poka ne videl. No, kak govoritsya, esli est' vozmozhnost' - nado ee izuchit'.

Odnoi iz vazhnyh (vazhneishih) problem v astrofizike yavlyaetsya proishozhdenie pervichnyh magnitnyh polei. Sushestvuet neskol'ko podhodov k ee resheniyu. Odin iz nih ispol'zuyut avtory dannoi raboty - eto generaciya polya za schet fazovyh perehodov na radiacionno-dominirovannoi stadii.

Stat'ya slozhnaya nesmotrya na bol'shoi ob'em (i, sledovatel'no, podrobnye raz'yasneniya). Eto lekcii, prochitannye na shkole Daniel Chalonge. Uroven' rasschitan na dostatochno sil'nyh aspirantov, rabotayushih v blizkih oblastyah.

Zavershaem my nash pervomaiskii vypusk dvumya obzorami, posvyashennymi inflyacionnoi kosmologii. Pozhalui vmeste eti dve raboty dayut dostatochno polnoe predstavlenie o sovremennoi teorii inflyacii (hotya po-prezhnemu, luchshei prostoi obzornoi stat'ei yavlyaetsya, na nash vzglyad, rabota hep-th/0107176). Chitat' eti dve raboty mozhno v lyubom poryadke, hotya vvedenie vo vtoroi nemnogo bolee populyarnoe. Nam ostaetsya prisoedinit'sya k nadezhdam avtorov, chto cherez neskol'ko let (posle polucheniya dannyh so sputnika Plank i drugih eksperimentov) teoriya inflyacii poluchit eshe bolee vesomuyu nablyudatel'nuyu podderzhku.

Odna iz samyh bol'shih zagadok v astronomii - priroda temnoi materii. Vydvinuto mnozhestvo gipotez. Odna iz nih - zerkal'naya temnaya materiya. Svoe nazvanie ona poluchila po prichine togo, chto chasticy, ee sostavlyayushie, yavlyayutsya t.n. zerkal'nymi partnerami obychnyh chastic. T.e. oni voznikayut (v teorii) pri vvedenii osobogo vida simmetrii. Takie chasticy ochen' pohozhi na nashi obychnye, no vzaimodeistvuyut s nimi (t.e. "s nami") tol'ko gravitacionno.

Gipoteza horosha. No my "slishkom mnogo znaem". Nado proveryat' mnozhestvo raznyh sledstvii gipotezy. Odno iz nih vot kakogo svoistva. Obrazovanie krupnomasshtabnoi struktury samym neposredstvennym obrazom svyazano s temnoi materiei. I razumeetsya, raznye vidy temnoi materii "skuchivayutsya" po-raznomu. Mozhno li podobrat' takie realistichnye parametry zerkal'nyh chastic, chtoby vosproizvesti nablyudaemuyu krupnomasshtabnuyu strukturu? V etoi rabote avtory rassmatrivayut dannyi vopros.

Avtory rassmotreli detal'no tol'ko lineinyi rezhim rosta vozmushenii. Na etom etape vse poluchaetsya neploho: razvitie struktury ochen' pohozhe na povedenie obychnoi holodnoi temnoi materii. Chto budet na nelineinom rezhime (kogda sobstvenno nachinayut formirovat'sya galaktiki, zvezdy i t.d.) - ne yasno. Vazhno, chto delo idet. Rassmatrivayutsya sushestvennye detali scenariya. Mozhet my i pravda zhivem vo Vselennoi, sostoyashei v osnovnom iz zerkal'nogo veshestva?

Antropnyi princip (v slaboi formulirovke) seichas ochen' populyaren. Grubo govorya, sut' ego svoditsya k tomu, chto esli by Vselennaya byla drugoi, to nas by tut ne bylo. Sovremennye teorii dopuskayut sushestvovanie mnozhestva mirov s raznymi fundamental'nymi postoyannymi. Poetomu nashe sushestvovanie imenno v takoi Vselennoi ne vyglyadit neveroyatnym. V etoi stat'e avtory primenyayut antropnyi podhod k ob'yasneniyu mass neitrino, tochnee k ob'yasneniyu vklada neitrino v polnuyu massu Vselennoi.

Argument (bez detalei) vyglyadit tak. Neitrino sostavlyayut t.n. goryachuyu temnuyu materiyu. Esli ee dolya (po masse) velika, to galaktiki formiruyutsya medlennee, i voobshe ih poluchaetsya men'she. Men'she galaktik- men'she nablyudatelei. Znachit, veroyatnost' rodit'sya vo Vselennoi s bol'shoi massoi neitrino (i sootvetstvenno bol'shoi dolei goryachei temnoi materii) mala. Uvidet' zhe massu neitrino sovsem vblizi nulya maloveroyatno prosto potomu chto, kak govoryat, mal ob'em dannoi oblasti parametrov. Poetomu naibolee veroyatno uvidet' Vselennuyu s massoi neitrino blizkoi k predelu, kogda goryachaya temnaya materiya nachinaet sushestvenno podavlyat' formirovanie galaktik. Chto i trebovalos' dokazat'.

Za poslednie 10 let tochnost' izmereniya "dalekih" rasstoyanii vo Vselennoi sushestvenno vozrosla. Naprimer, postoyannuyu Habbla (H₀) my segodnya izmeryaem s tochnost'yu 10%. Osnovnoi prichinoi takogo rosta tochnosti stalo obnaruzhenie dostatochno bol'shogo chisla Cefeid (ochen' yarkih pul'siruyushih peremennyh zvezd, period pul'sacii i svetimost' kotoryh svyazany strogoi zavisimost'yu) v sosednih galaktikah. Po etim zhe zvezdam udalos' otkalibrovat' vtorichnye indikatory rasstoyanii, ispol'zuemye na bOl'shih rasstoyaniyah, chto takzhe uluchshilo tochnost' izmerenii. Rost tochnosti privel k tomu, chto teper' nam udaetsya obnaruzhivat' neodnorodnosti v lokal'nom Habblovskom potoke i otkloneniya ot lineinoi zavisimosti skorost'-rasstoyanie na bol'shih krasnyh smesheniyah (tak bylo otkryto, chto nasha Vselennaya rasshiryaetsya uskorenno). Interesno, kakaya tochnost' budet dostignuta i kakie effekty obnaruzhatsya eshe let cherez desyat'?

"Glubokoe pole Chandry" - eto kroshechnyi uchastok neba, kotoryi nablyudalsya sputnikom v techenie 2 millionov sekund- eto primerno mesyac! Poetomu tam vidny ochen' slabye istochniki. Ploshadka vybiralas' ne sluchainym obrazom. Eto pole (voobshe ih dva - severnoe i yuzhnoe), raspolozhennoe daleko ot ploskosti Galaktiki (eto umen'shaet pogloshenie, i delaet pole ne stol' "zahlamlennym" galakticheskimi istochnikami). Krome togo, vybrana ta zhe ploshadka, chto nablyudalas' Kosmicheskim teleskopom. Severnaya ploshadka (o kotoroi i idet rech' v stat'e) raspolozhena v sozvezdii Bol'shoi Medvedicy.

S odnoi storony - stat'ya dovol'no tehnicheskaya- eto katalog. S drugoi - tam mnogo horoshih ob'yasnenii: kak chto delaetsya.

"Glubokoe pole" Chandry.

Nekotoroe vremya nazad, v etom godu byli opublikovany rezul'taty pervogo goda nablyudenii reliktovogo izlucheniya, provedennyh s borta WMAP. Odnoi iz izmerennyh velichin byla opticheskaya tolsha to tompsonovskomu rasseyaniyu okruzhayushei nas ionizovannoi chasti Vselennoi. Eta tolsha sostavlyaet 0.17+/-0.04, chto bol'she, chem schitalos' ranee. Iz etoi velichiny prakticheski odnoznachno nahoditsya kolichestvo ionizuyushih vodorod ul'trafioletovyh fotonov, kotorye priveli Vselennuyu v nablyudaemoe sostoyanie. Drugoi parametr - nachalo reionizacii (z~15-20) tozhe okazalsya otlichnym ot ozhidaemogo (predpolagalos' z~6).

Zvezdy Pervogo Pokoleniya (oni zhe zvezdy Populyacii III) schitalis' odnim iz vozmozhnyh istochnikov reionizacii veshestva. Skol'ko zvezd i kakih mass dolzhno bylo rodit'sya v pervoi volne zvezdoobrazovaniya, chtoby ionizovat' veshestvo i odnovremenno obespechit' nablyudaemoe obilie tyazhelyh elementov v Laiman-al'fa oblakah (~0.003 ot Solnechnogo)? Kakaya byla nachal'naya funkciya mass u etih zvezd? Nuzhny li dopolnitel'nye istochniki izlucheniya? Vot osnovnye voprosy rassmatrivaemye v etoi korotkoi stat'e.

Avtor vydelyaet 10 glavnyh, po ego mneniyu, nereshennyh voprosov v sovremennoi kosmologii i daet kratkie obsuzhdeniya kazhdogo iz nih. Perechislim eti problemy:
Kakova geometriya i topologiya Vselennoi?
Kakie yarkie standartnye svechi my mozhem ispol'zovat' v kosmologii?
Kakovo proishozhdenie pervichnyh magnitnyh polei?
Kakie fizicheskie processy i yavleniya svyazany s magnitnymi polyami v rannei Vselennoi?
Kakie eshe metody (krome sverhnovyh Ia, reliktovogo izlucheniya, krupnomasshtabnoi struktury i skoplenii galaktik) mozhno ispol'zovat' dlya opredeleniya kosmologicheskih parametrov?
Sushestvuyut li pervichnye gravitacionnye volny?
Imeyut li kosmicheskie luchi sverhvysokih energii kosmologicheskoe proishozhdenie?
Kakova priroda temnoi materii i temnoi energii?
Kogda, gde i kak obrazovalis' pervye ob'ekty vo Vselennoi?
Zhivem li my v prostranstve s bolee chem 4 izmereniyami?

Krome obsuzhdeniya etogo spiska avtor privodit vosem' "kolonn", na kotoryh stoit sovremennaya kosmologiya. V obshem stat'ya dovol'no interesnaya, osobenno ona budet polezna dlya prepodavatelei.

Mozhno izmeryat' raznye kosmologicheskie parametry, i mnogie my uzhe dostatochno horosho znaem. No vot kakova topologiya Vselennoi? Bezuslovno, ona ne imeet formu chemodana, odnako...

V nekotoryh topologiyah mogut voznikat' t.n. "prizraki": svet galaktiki uspevaet oboiti Vselennuyu i vernut'sya s drugoi storony - vy vidite svoi zatylok! Pomnite, kak 'on Tihii poimal signal, otpravlennyi Popovym? U Lema eto proishodilo iz-za dvizheniya bystree sveta, no v nashem sluchae v etom net neobhodimosti. Dvigat'sya voobshe ne nado: signal sam vernetsya. Naprimer, esli Mlechnyi Put' byl kogda-to kvazarom (tochnee skazat', esli v centre nashei Galaktiki byl kvazar), to mozhno iskat' ego izobrazhenii.

Vse eto proishodit v kompaktnyh mnogosvyaznyh prostranstvah. Vnutri gorizonta mozhet byt' neskol'ko kopii Vselennoi. Ideya dovol'no bezumnaya, no poka nezakrytaya. Iskat' "prizrakov" - pary pohozhih kvazarov v protivopolozhnyh tochkah neba (kvazary vybirayut za ih bol'shuyu svetimost') - pytalis' davno. V dannoi stat'e predstavlena novaya popytka. Obnaruzheno neskol'ko kandidatov, no ih chislo ne prevoshodit statisticheski veroyatnoe chislo podobnyh sluchainyh par kvazarov. Krome togo, neopredelennosti pekulyarnogo dvizheniya nashei Galaktiki sozdayut dopolnitel'nye trudnosti v poiske nuzhnyh par.

Stat'ya interesna v dvuh otnosheniyah. Vo-pervyh, ona soderzhit horoshii obzor nablyudatel'nyh dannyh (s poyasneniyami) na temu "kuda my dvizhemsya?" Rassmotreny raznoobraznye dvizheniya, v kotoryh my uchastvuem vmeste s Solncem, Galaktikoi, blizkimi galaktikami i t.d. Vo-vtoryh, obsuzhdaetsya interesnyi fakt. Esli vzyat' populyarnye na segodnyashnii den' dannye, to okazhetsya, chto vakuum dominiruet v dinamike rasshireniya Vselennoi uzhe nachinaya s masshtabov poryadka 2 Mpk ot nas! Poetomu ne udivitel'no, chto Habblovskii potok pleshetsya u samogo nashego poroga (sm. risunok): rasshirenie mozhno prosledit' do dovol'no blizkih galaktik.

Vvedenie dopolnitel'nyh prostranstvennyh izmerenii, stol' populyarnoe v sovremennoi fizike, estestvenno vliyaet na mnogie processy. V tom chisle i na vzryvy sverhnovyh. Sut' v tom, chto sverhnovaya mozhet izluchat' chast' svoei energii v vide chastic, kotorye mogut zhit' i v drugih izmereniyah - KK-gravitonov (KK-Kaluca-Klein). Nablyudeniya neitrinnogo signala ot SN1987A daet sil'nye ogranicheniya na takoe izluchenie (my znaem polnuyu energiyu vzryva, znaem skol'ko poshlo v neitrino i t.d., znachit, mozhem ogranichit' "nevidimuyu" chast' energopoter').

Krome togo, dazhe cherez znachitel'noe vremya posle vzryva obrazovavshayasya neitronnaya zvezda dolzhna by izluchat' zhestkie fotony iz-za nahodyashihsya v nei KK-gravitonov. Pribory EGRET ne vidyat takoi osobennosti. Tak chto my opyat' zhe mozhem ogranichit' dopolnitel'nye razmernosti.

V etoi stat'e avtory bolee detal'no, chem eto bylo sdelano ran'she, rasmmatrivayut podobnye predely v zavisimosti ot chisla i parametrov dopolnitel'nyh izmerenii.

Kak mne kazhetsya, v "russkoyazychnoi" populyarnoi literature nedostatochno osveshen vopros o sovremennom vzglyade na formirovanie pervyh struktur vo Vselennoi. Prichina dovol'no prosta: populyarnaya literatura sushestvuet na polulyubitel'ksom urovne, i sredi etih polulyubitelei net lyudei, zanimayushihsya etim voprosom (a vot, naprimer, zvezdoobrazovanie, neitronnye zvezdy, dvoinye sistemy, gamma-vspleski kak raz ochen' horosho opisany)

V poslednie gody poyavlyaetsya bol'shoe kolichestvo novyh dannyh po t.n. "mrachnym vremenam" (dark ages) - epohe formirovaniya pervyh zvezd i galaktik. Eto odna iz samyh goryachih tem. Ob etom i obzor.

Tam malo formul i mnogo dannyh nablyudenii. Edichnstvennoe, chto mozhet meshat' chteniyu - terminologiya. No tut nichego ne podelaesh'. Tak chto, esli vy hotite zapolnit' probel v svoem obrazovanii - to vot podhodyashii moment.