Kosmologie I

Sylabus

Úvod -- počátky a definice kosmologie; naivní modely a jejich představitelé (Bruno, Galilei, Newton, Halley, de Chéseaux a další); pojmy homogenita a izotropie; statistické testy; vzdálenosti a časové škály ve vesmíru; Olbersův paradox; nehomogenita v rozdělení hvězd; struktura a rozměry naší Galaxie; vzdálenost galaxie M31 v Andromedě; rudé posuvy a Hubbleův vztah; rozložení extragalaktických objektů.

Přehled teorie symetrických variet -- Killingovy vektory; skaláry, vektory a tenzory v maximálně symetrických varietách; Ricciho tenzor, Ricciho skalár; Minkowského, de Sitterova a anti-de Sitterova metrika; maximálně symetrické podvariety; Friedmannova metrika a její odvození.

Maximálně symetrické variety v kosmologii -- dokonalý kosmologický princip; model "steady-state".

Kosmografie -- kosmologický princip; Friedmannova-Robertsonova-Walkerova metrika; "comoving" souřadnice; konformní čas; rudý posuv; definice kosmologických vzdáleností; Pogsonův vztah v kosmologii; vztah mezi vzdáleností a rudým posuvem; K-korekce.

Standardní kosmologický model a jeho rovnice -- Einsteinovy rovnice bez přítomnosti tlaku a s tlakem; kritická hustota; Friedmannova rovnice a její řešení; kosmologická konstanta; Einsteinův model; omega-faktory; decelerační parametr; horizont.

Testování standardního modelu pomocí pozorování -- kosmologické testy homogenity a izotropie; průměrná hustota látky a záření; tmavá a svítící látka; zastoupení prvků ve vesmíru; zrychlující se vesmír; reliktní záření.

Anotace

První semestr kurzu kosmologie. Úvod; přehled teorie symetrických variet; maximálně symetrické variety v kosmologii; kosmografie; standardní kosmologický model a jeho rovnice; testování standardního modelu pomocí pozorování. Určeno především pro studenty magisterského a doktorského studia astronomie a astrofyziky, teoretické fyziky a částicové a jaderné fyziky.

Předpokládá se znalost obecné teorie relativity na úrovni kurzu NTMF111 (Obecná teorie relativity). Důraz je v rámci přednášky kladen na kosmologické aspekty astronomických pozorování.