| Название: | Космология: от ранней Вселенной до наших дней |
| Грантодатель: | Гранты РНФ |
| Область знаний: | 02 - Физика и науки о космосе |
| Научная дисциплина: | 02-706 - Космология и микрофизика |
| Ключевые слова: | Физика ранней Вселенной, первичный нуклеосинтез, первичный гелий, эволюция межзвездной и межгалактической среды, активные ядра галактик |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Иванчик,АВ |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 23-12-00166 |
Успехи теоретической и наблюдательной космологии в последние десятилетия, позволили говорить о вхождении этой науки в эру "прецизионной космологии". Построена стандартная космологическая модель, позволяющая очень хорошо описывать эволюцию Вселенной с первых секунд после Большого Взрыва до настоящего времени. При этом не смотря на всю успешность этой модели остаются как нерешенные, так и появляются новые интересные проблемы.
Проект направлен на решение ряда актуальных проблем современной космологии относящимся к трем различным космологическим эпохам: первичного нуклеосинтеза (z~10^9), первичной рекомбинации (z~1000) и эпохи формирования и эволюции галактик (z~1-5). При этом, имеется естественная связь объединяющая исследование этих эпох. В эпоху первичного нуклеосинтеза формируется химический (изотопичесский) состав барионной компоненты вещества Вселенной, а также определяется соотношение между фотонной и нейтринной реликтовой компонентой, которая будучи релятивистской, задает скорость расширения Вселенной в радиационно-доминированную эпоху. Последнее обстоятельство влияет на размер звукового горизонта, что в свою очередь отражается на анизотропии реликтового излучения, анализ которого позволяет с беспрецедентной точностью определять ряд ключевых космологических параметров. Исследование эволюции межзвездной и межгалактической среды, изменения физических условий и химического состава, позволяет оценивать количество наработанных химических элементов в ходе звездной эволюции и тем самым определять распространенность первичных элементов - таких как гелий, дейтерий и литий. Сравнение наблюдательных данных с теоретическими предсказаниями численных расчетов первичного нуклеосинтеза и первичной рекомбинации является мощным инструментом, необходимым как для уточнения стандартной модели, так и для поиска вариантов ее расширения.
Представляемый проект является логическим продолжением исследований, выполненных в ходе предыдущего проекта РНФ.
В ходе выполнения проекта планируется выполнить следующие исследования:
1. Неравновесные процессы в эпоху первичного нуклеосинтеза. Реликтовые нейтрино.
Исследование затягивания по времени процесса аннигиляции электронов и позитронов в ранней Вселенной относительно термодинамически равновесного процесса. Исследование влияния этого эффекта на свойства спектра реликтовых нейтрино, а также на первичный химический состав Вселенной. Исследование влияния неравновесных нейтрино на скорости взаимного превращения нейтронов и протонов, и как следствие на формирование изотопного химического состава Вселенной.
2. Первичный гелий.
Модернизация фотоионизационной модели HII регионов, необходимой для определения физических условий в них, оценки металличности и распространенности He-4. Применение модернизированной модели к анализу спектров HII регионов в малометалличных карликовых галактиках для получения наилучшей оценки распространенности первичного космологического He-4. Независимое определение числа релятивистских степеней свободы в ранней Вселенной на основе полученных данных о первичном химическом составе вещества Вселенной.
3. Эволюция межзвездной и межгалактической среды.
Развитие исследований абсорбционных систем молекулярного водорода и нейтрального углерода с большими красными смещениями, наблюдаемых в спектрах квазаров. Определение химического состава и физических условий в холодной фазе вещества космологически удалённых галактик, ассоциируемых с такими системами. Систематическое изучение теплового состояния холодной фазы межзвёздного вещества и его зависимости от металличности и других физических условий.
В дополнение к исследованиям межзвездной и межгалактической среды на больших красных смещениях планируется исследование и локальной Вселенной: CI/H2 в Магеллановых Облаках; Молекулы HD и H2 в галактиках Местной Группы (являющиеся в некотором роде прототипами удалённых галактик)
