STULECIE KOSMOLOGII JAK ZROZUMIELIŚMY WSZECHŚWIAT

ISBN: 978-83-8234-319-9

584 stron
format: B5
oprawa: twarda
Rok wydania: 2021

Historia kosmologii od czasów Einsteina do współczesności napisana przez laureata Nagrody Nobla z fizyki P.J.E. Peeblesa. W tej niezwykle ważnej książce jeden z najbardziej cenionych kosmologów przedstawia niezwykłą osobistą relację o rozwoju tej dziedziny. P.J.E. Peebles brał udział w wielu największych odkryciach, jakich dokonano w ostatnim stuleciu, wnosząc fundamentalny wkład do naszego rozumienia pochodzenia helu i promieniowania mikrofalowego z Wielkiego Wybuchu, rozkładu i ruchów zwyczajnej materii, a także ciemnej materii, które pozwalają wyjaśnić te wyniki. Wychodząc od samych początków tej dziedziny, Peebles opisuje, w jaki sposób uczeni zajmujący się niezależnymi zagadnieniami ostatecznie stworzyli jedną, spójną teorię kosmicznej ewolucji, która okazała się na tyle ciekawa, że z powodzeniem przeszła wymagające testy.
Autor przedstawia szczegółowo najważniejsze osiągnięcia - czasem zainspirowane niezwykłą intuicją, a czasem będące dziełem szczęśliwego zbiegu okoliczności - ale również ślepe zaułki i niezbadane szlaki. Dzieli się z czytelnikami wspomnieniami o głównych bohaterach tych wydarzeń i przedstawia osobiste refleksje na temat tego, jak naprawdę powstaje nauka. Wspaniała, bogata i przykuwająca uwagę opowieść o rozwoju współczesnej kosmologii, napisana przez najważniejszego uczestnika tych wydarzeń, który ukształtował tę dziedzinę. Peebles pisze z charakterystyczną dla siebie jasnością i skromnością.
Lektura obowiązkowa dla wszystkich.

SPIS TREŚCI

Przedmowa i podziękowania

1. Wprowadzenie
1.1 Kosmologia jako nauka i jej filozofia
1.2 Zarys ogólny

2. Jednorodny Wszechświat
2.1 Zasada kosmologiczna Einsteina
2.2 Pierwsze dowody na niejednorodność
2.3 Pierwsze dowody na jednorodność: izotropia
2.4 Pierwsze dowody na jednorodność:
2.5 Wszechświat jako stacjonarny proces losowy
2.6 Wszechświat fraktalny
2.7 Uwagi końcowe

3. Modele kosmologiczne
3.1 Odkrycie relatywistycznego rozszerzającego się Wszechświata
3.2 Relatywistyczna kosmologia Wielkiego Wybuchu
3.3 Kosmologia stanu stacjonarnego
3.4 Doświadczalna weryfikacja kosmologii stanu stacjonarnego
3.5 Nieempiryczna ocena modelu Wielkiego Wybuchu
3.5.1 Pierwsze rozważania
3.5.2 Kosmologiczna inflacja
3.5.3 Rozkład galaktyk a rozkład masy
3.6 Empiryczna ocena modelu Wielkiego Wybuchu
3.6.1 Skale czasowe
3.6.2 Badania kosmologiczne w latach siedemdziesiątych
3.6.3 Pomiary gęstości materii: wprowadzenie
3.6.4 Pomiary gęstości materii: od Hubble‘a do rewolucji
3.6.5 Pomiary gęstości materii: podsumowanie
3.7 Uwagi końcowe

4. Promieniowanie tła i lekkie pierwiastki
4.1 Promieniowanie termiczne w rozszerzającym się Wszechświecie
4.2 Scenariusz Gamowa
4.2.1 Artykuły Gamowa z 1948 roku
4.2.2 Wyznaczenie obecnej temperatury CMB
4.2.3 Artykuł Alphera, Bethego i Gamowa
4.3 Wytworzenie helu i deuteru
4.3.1 Odkrycie resztkowego helu
4.3.2 Hel w zimnym Wszechświecie
4.3.3 Rozwój wydarzeń w latach 1964-1965
4.4 Źródła promieniowania mikrofalowego
4.4.1 Międzygwiazdowy cyjan
4.4.2 Odkrycie w Laboratoriach Bella
4.4.3 Grupa Zeldowicza
4.4.4 Grupa Dicke‘a
4.4.5 Interpretacja odkrycia CMB
4.5 Pomiar widma natężenia CMB
4.5.1 Sytuacja w latach siedemdziesiątych
4.5.2 Interpretacje alternatywne
4.5.3 Anomalie w zakresie submilimetrowym
4.5.4 Potwierdzenie termicznego charakteru widma CMB
4.6 Nukleosynteza i gęstość materii barionowej
4.7 Dlaczego kosmologię Wielkiego Wybuchu
odkryto na nowo?

5. Jak powstała struktura kosmiczna
5.1 Scenariusz niestabilności grawitacyjnej
5.1.1 Rozwiązanie Lemaitre‘a
5.1.2 Analizy perturbacyjne Lifszyca
5.1.3 Niegrawitacyjne oddziaływanie barionów i CMB
5.1.4 Masa Jeansa
5.2 Scenariusze
5.2.1 Chaos i porządek
5.2.2 Pierwotna turbulencja
5.2.3 Grawitacyjne pochodzenie rotacji galaktyk
5.2.4 Wybuchy
5.2.5 Spontanicznie złamana jednorodność
5.2.6 Warunki początkowe
5.2.7 Powstawanie struktury w procesie wstępującym
i zstępującym
5.3 Uwagi końcowe

6. Nieświecąca materia
6.1 Gromady galaktyk
6.2 Grupy galaktyk
6.3 Krzywe rotacji galaktyk
6.3.1 Mgławica w Andromedzie
6.3.2 NGC 3115
6.3.3 NGC 300
6.3.4 NGC 2403
6.3.5 Program Burbidge‘ów
6.3.6 Wyzwania
6.4 Stabilność galaktyk spiralnych
6.5 Istnienie nieświecącej materii
6.6 Jaka jest natura nieświecącej materii?

7. Niebarionowa ciemna materia
7.1 Gorąca ciemna materia
7.1.1 Rzekome wykrycie masy spoczynkowej neutrin
7.2 Zimna ciemna materia
7.2.1 Wydarzenia roku 1977
7.2.2 Sytuacja na początku lat osiemdziesiątych
7.2.3 Próby wykrycia ciemnej materii

8. Wiek obfitości modeli kosmologicznych
8.1 Dlaczego CMB jest tak gładkie?
8.2 Kontrprzykład: CDM
8.3 CDM i powstawanie struktury
8.4 Wariacje na temat
8.4.1 TCDM
8.4.2 DDM i MDM
8.4.3 ACDM i tCDM
8.4.4 Pozostałe uwagi
8.5 Jak to wszystko do siebie dopasować?

9. Rewolucja w latach 1998-2003
9.1 Relacja między przesunięciem ku czerwieni a jasnością
9.2 Anizotropia temperatury CMB.
9.3 Co się wydarzyło na przełomie stuleci
9.4 Przyszłość kosmologii fizycznej

10. Natura badań naukowych
10.1 Technika
10.2 Czynnik ludzki
10.3 Drogi, którymi nie poszliśmy
10.4 Socjologia nauki

Bibliografia

Indeks