课程大纲

课程大纲

现代宇宙学

课程编码:070201D05001T 英文名称:Modern Cosmology 课时:42 学分:2.00 课程属性:专业普及课 主讲教师:郭宗宽等

教学目的要求
课程是《广义相对论》的后续课程,主要介绍大爆炸宇宙学,包括宇宙演化、热历史、暗能量、暴涨宇宙学、引力波宇宙学及相关内容。通过本课程的系统学习,学生将能掌握现代宇宙学的基础知识,为在相关领域开展研究打下扎实基础。

预修课程
广义相对论

大纲内容
第一章 Friedmann宇宙 9学时
第1节 张量分析
第2节 Einstein方程
第3节 宇宙学原理
第4节 Friedmann-Robertson-Walker度规
第5节 宇宙动力学
第6节 宇宙学红移
第7节 宇宙学距离
第8节 宇宙年龄
第9节 粒子视界和事件视界
第二章 宇宙的热历史 6学时
第1节 宇宙热力学
第2节 熵密度
第3节 复合过程
第4节 微波背景辐射的形成
第5节 中微子退耦
第6节 核合成
第三章 宇宙的结构形成 18学时
第1节 标准烛光
第2节 标准尺
第3节 宇宙学线性微扰论1
第4节 宇宙学线性微扰论2
第5节 线性结构增长1
第6节 线性结构增长2
第7节 宇宙微波背景辐射1
第8节 宇宙微波背景辐射2
第9节 宇宙微波背景辐射3
第10节 宇宙学数据统计分析基础
第11节 重子声学振荡
第12节 红移空间畸变1
第13节 红移空间畸变2
第14节 暗物质晕的解析形成模型
第15节 暗物质功率谱的解析模型
第16节 弱引力透镜
第17节 强引力透镜
第18节 CMB透镜
第四章 暴涨宇宙理论 6学时
第1节 暴涨基本思想
第2节 暴涨模型
第3节 原初标量扰动
第4节 原初张量扰动
第5节 重加热
第6节 永恒暴涨和多元宇宙
第五章 宇宙学奇点与极早期宇宙模型 1学时
第1节 宇宙学奇点与极早期宇宙模型
第六章 考试 2学时
第1节 考试

参考书
1、 Physical Foundations of Cosmology V. Mukhanov 2005 Cambridge

课程教师信息
郭宗宽
中国科学院理论物理研究所研究员。1999年获郑州大学物理系学士学位,2005年获中科院理论物理研究所博士学位。2005年9月至2006年8月,在中科院物理研究所作博士后。2006年9月至2008年10月,获日本学术振兴会(JSPS)资助,在近畿大学作博士后。2008年11月至2011年3月,获德国洪堡基金会资助,在比勒费尔德大学作博士后。2011年4月回国,在理论物理研究所工作。主要从事引力波物理、早期宇宙物理、计算宇宙学等研究领域。
朱涛
浙江工业大学教授。2010年6月毕业于兰州大学,获理学博士学位。2010年7月加入浙江工业大学,历任浙江工业大学讲师、副教授、教授。浙江省杰出青年基金获得者,现主持国家自然科学基金面上项目1项和浙江省自然科学基金一般探索项目1项。主要从事引力与宇宙学的研究,重要成果包括: 提出了无投影广义协变Horava-Lifshitz引力,解决了原始理论的自洽性问题,并被嵌入到超弦理论;为研究量子引力对早期宇宙的影响,发展了高精度解析计算原初扰动功率谱的“均匀渐近近似方法”。
韩文标
上海天文台研究员。2009年在上海天文台获博士学位,后在韩国KASI、意大利ICRA等地从事博士后和访问学者研究。现为中国科学院上海天文台研究员,中国科学院大学岗位教授,博士生导师。引力波与相对论基本天文学课题组组长。长期从事极端质量比系统的轨道动力学和引力波模拟,提出的EOB-Teukolsky数值框架在极端质量比中得到较广泛的应用。目前已发表SCI论文40余篇,专著两部。目前任KAGRA引力波合作组织论文作者列表委员会委员。