Локальная и глобальная топология полей анизотропии и поляризации реликтового излучения

• Автор: Арбузов, Петр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 118 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. КОРРЕЛЯЦИОННЫЙ АНАЛИЗ, ГЛОБАЛЬНАЯ ТОПОЛОГИЯ И КЛАСТЕР-АНАЛИЗ АНИЗОТРОПИИ И ПОЛЯРИЗАЦИИ РЕЛИКТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
1.1. Спектральные параметры и корреляционные функции анизотропии и поляризации фона космического микроволнового излучения
1.2. Численная генерация и корреляционный анализ 10°х10°
карт анизотропии и поляризации реликтового излучения
1.3 Влияние фильтрации на корреляционные функции анизотропии и поляризации реликтового излучения
1.4. Топологические методы исследования карт анизотропии и поляризации реликтового излучения: перколяция и кластер-анализ
1.5. Обнаружение негауссового шума в картах анизотропии и поляризации реликтового излучения
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ ЛОКАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ПОЛЯ ПОЛЯРИЗАЦИИ В ОКРЕСТНОСТИ ВЫСОКИХ ПИКОВ ТЕМПЕРАТУРНОЙ АНИЗОТРОПИИ РЕЛИКТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
2.1. 10°х10° карты локальных максимумов анизотропии и поляризации реликтового излучения
2.2. Аналитическое исследование структуры поля поляризации
в окрестности высокого пика анизотропии
2.3. Численное исследование структуры поля поляризации в окрестности высоких пиков анизотропии реликтового излучения

2.4. Пик-пик корреляции анизотропии и компонент поляризации 7?
ГЛАВА 3. КРУПНОМАСШТАБНАЯ АНИЗОТРОПИЯ РЕЛИКТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ КАК ИНДИКАТОР НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ВСЕЛЕННОЙ
3.1. 6-функциональная модель спектра первичных возмущений
3.2. Возможность существования сверхкрупномасштабной неоднородности во Вселенной в космологической модели с Пд
3.3 5-функциональная модель спектра первичных возмущений
в случае Од Ф
ПРИЛОЖЕНИЕ. ДИНАМИКА АДИАБАТИЧЕСКИХ ВОЗМУЩЕНИЙ В ЭПОХУ РЕКОМБИНАЦИИ ВОДОРОДА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИМЕЧАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.
Вопрос о происхождении окружающего мира является одним из основных вопросов естествознания. На протяжении многих столетий этот вопрос составил предмет обсуждения философии и теологии, стимулируя появление целого спектра космологических концепций. Лишь в конце XX века астрофизике удалось получить необходимый набор экспериментальных данных, позволяющий приблизиться к построению реалистической теории строения и эволюции Вселенной. Эта задача, одна из самых грандиозных и волнующих задач современной науки, затрагивает не только космологию, но и физику частиц высоких энергий, квантовую теорию поля, релятивистскую теорию гравитации и т.д.
Концептуальной базой современной космологии является теория расширяющейся Вселенной (модель Большого Взрыва). Она обеспечивает простое и эффективное описание физических условий на предшествующих стадиях эволюции вплоть до момента “рождения”. Согласно стандартной космологической модели, Вселенная, включая всю материю и все пространство, возникла в виде точки бесконечно малых размеров 10-20 млрд. лет назад и с тех пор непрерывно расширяется. Основными свидетельствами в пользу стандартной космологической модели служат : наблюдаемое расширение Вселенной, фон космического микроволнового излучения, относительное содержание легких элементов в современной Вселенной. Это позволило утверждать, что по крайней мере, в первом приближении стандартная космологическая модель адекватно описывает имеющийся набор экспериментальных данных. Однако детализированный ответ на вопрос о происхождении и эволюции структуры Вселенной как в прошлом, так и в будущем остается открытым.
Анализ механизмов формирования крупномасштабной структуры показывает, что в прошлом в первичном космологическом субстракте должны были существовать малые неоднородности плотности, скорости и гравитационного потенциала. Со временем гравитация может многократно увели-

се.ф) =< ДТ(0х,е!)О(в;,е;) >= а,,/сДЦ)
а81/сР'-(к#) +
ч-Ь у лУС Р и (к у) соз2фп соб(—бсоэф+ —бэтф) (1-12)
с-Гф) =<АТ(ех,еу)и(е;,ер>==аУЛ/сТ(Ц)
ау л/СР (кц) +
+Ьуд/сри(ку) вт2фп соб(— 0со5ф + — Ввтф) — Ь к
(1.13)
На рис. 1.3. построена кросскорреляционная функция анизотропии и С> компоненты поляризации СдТреал для ф=0. Из рис. 1.3. видно, что максимумы корреляции полей анизотропии и С) компоненты поляризации достигаются между точками, отстающими друг от друга на расстояние 0ср г 0.3°,

2° и на угол ф = — ( 1=0,1,2,3). Кросскорреляционная функция Сихреал от-
стоит от СдТреал на фазу

После усреднения (1.8)-(1.13) по ансамблю реализаций получаем:
Сп-(9) = СГ‘"(0) = сх(к#)10(к#6);

сдд(в) = СР'"(0) = ?£(С?(кв) + С"(к#))соз22ф„1о(к(0);
сии(0) = С“{0) = Х;(Ср(кц) + С“(кв))5;п22фпД0(к„е);
сот(0,ф)=с"“"(0,Ф)=Х7ст(к»)усрс(к»)со52Фп ><
,2га 2п]
х соб(— 0 сое ф + — 0 вш ф); И И
(1.14)