Астрофизика
Язык преподавания
Русский
Семестр
осенний
Трудоемкость
3.00 з.е.
Аудиторная нагрузка
1 лекция в неделю
Итоговый контроль
диф.зачет

Цель курса - обзор исторических предпосылок, основных постулатов и важнейших приложений специальной и общей теории относительности. 
 
В первой части курса дан краткий обзор аксиом специальной теории относительности, ее геометрического смысла (пространство Минковского), экспериментального статуса
и наблюдаемых эффектов: замедления времени, сокращения длины, эффекта Допплера и т.д. Далее обсуждается соотношение между энергией и импульсом, а также роль массы в СТО.
 
Вторая часть посвящена теории гравитации и начинается с разбора недостатков ньютоновской теории гравитации. Затем посредством эвристических мысленных экспериментов устанавливается связь между наличием гравитационного поля и искривлением пространства. После краткого изложения необходимого математического аппарата (тензоры, метрика, параллельный перенос) обсуждаются физически интересные модели. В частности, изучается гравитационное поле точечного объекта в приближении слабого поля и наблюдаемые пост-ньютоновские эффекты (смещение перигелия Меркурия, отклонение лучей света, гравитационное красное смещение). Также рассматриваются черные дыры (радиус Шварцшильда, горизонт событий, падение на горизонт) и гравитационные волны (свойства гравитационных волн, отличия от электромагнитных, излучение гравитационных волн и проблемы их обнаружения).
 
В третьей части излагаются основы космологии. Во введении обсуждаются проблемы и парадоксы ньютоновской космологии. Далее приводится метрика Фридмана и эвристический вывод уравнений Фридмана. Анализируются их решения для вселенной, заполненной материей различного вида, обсуждается эволюция этой материи и возможные сценарии будущего вселенной. Кратко обсуждаются также проблемы современной космологии, в частности, проблема темной материи в различных ее проявлениях (формирование структур, кривые вращения галактик, гравитационное линзирование).
 
В заключительной части курса дается краткий обзор возможных расширений ОТО и подходов к ее квантованию.