科目 : 宇宙物理学I

科目詳細

2017
前期
半期
20DPNe01
宇宙物理学I
素粒子原子核
2
専門領域
宇宙物理理論
宇宙の全体としての構造や物質構成とその起源について、進化宇宙論の立場から解説する。それを通して、宇宙研究と高エネルギー物理学研究の間の密接な連携を明らかにする。(講義)
最新宇宙論について解説する。それを通して宇宙物理学と素粒子論・原子核理論との間の密接な連携を明らかにする。聴講する学生の要望に応じて英語で講義する。
担当教員:松原 隆彦
開講日:月曜 10:00-12:00、初回は4月17日

1 序論:天文学から宇宙論へ

1.1 宇宙像の広がり

1.2 膨張宇宙論の確立

1.3 宇宙論的天体と宇宙の大構造

1.4 ダークマターとダークエネルギー

2. 宇宙原理と観測量

2.1 宇宙原理による時空構造

2.2 膨張宇宙の赤方偏移

2.3 宇宙論的距離指標

2.4 宇宙年齢とホライズン

3. 膨張宇宙の力学

3.1 一様等方宇宙のアインシュタイン方程式

3.2 エネルギー成分

3.3 宇宙論パラメータ

3.4 エネルギー成分の優勢期

3.5 宇宙モデル

3.6 一様等方宇宙の距離指標

3.7 宇宙年齢

3.8 ホライズン

4. 宇宙の熱史

4.1 初期宇宙の熱力学

4.2 素粒子標準モデルの有効自由度

4.3 化学ポテンシャルと保存量

4.4 物質と放射の等密度時

4.5 ガモフの基準と脱結合

4.6 原子ニュートリノ

4.7 元素合成

4.8 光子の脱結合と電子の脱結合

5. 初期宇宙とインフレーション

5.1 標準モデルの拡張

5.2 ダークマター粒子

5.3 バリオン数の起源

5.4 標準宇宙モデルの問題点

5.5 インフレーション

5.6 量子宇宙論

6. 構造形成論

6.1 ゆらぎの発展方程式

6.2 ジーンズ不安定性

6.3 重力不安定性によるゆらぎの成長

6.4 バリオン宇宙の困難とダークマターの必要性

6.5 ダークマターによる構造形成

6.6 ダークマター宇宙におけるバリオンと光子のゆらぎ

6.7 相対論的密度ゆらぎの発展方程式とその解

6.8 非線形密度ゆらぎと構造形成

7. 非一様宇宙の観測量

7.1 宇宙マイクロ波背景放射

7.2 宇宙の大規模構造

7.3 重力レンズ効果

7.4 相関関数とパワースペクトル

7.5 初期ゆらぎと遷移関数

7.6 非一様宇宙における光の伝播
日本語または英語
出席およびレポートの結果により評価する
学年
未定
教科書:
松原隆彦『現代宇宙論 -時空と物質の共進化』
東京大学出版会
参考図書:
小玉 英雄、井岡 邦仁、郡 和範『宇宙物理学』 (KEK物理学シリーズ 3)
共立出版
他専攻学生受講:可
他大学(学生交流協定締結校)学生受講:可
履修条件:学部レベルの物理学を十分に理解していること
専攻
松原 隆彦

科目情報
履修年度
2017 / 前期
研究科・専攻
素粒子原子核
科目番号
20DPNe01
科目名称
宇宙物理学I
単位
2
授業形態
設定なし
科目の概要
宇宙の全体としての構造や物質構成とその起源について、進化宇宙論の立場から解説する。それを通して、宇宙研究と高エネルギー物理学研究の間の密接な連携を明らかにする。(講義)
聴講・参加資格
専攻
参加状態
参加できません
開催講義
参加可能講義なし