入門　現代の宇宙論　インフレーションから暗黒エネルギーまで

最新の観測に基づき、学部学生の理解を重視しつつ現代宇宙論の標準的体系を記述する。国内第一人者が説く、最新にして最高の入門書。

《目次》
第1章 宇宙の観測
1.1 宇宙像の変遷
1.2 遠方の天体の観測
1.3 宇宙の膨張
1.4 ビッグバン理論と一般相対論
1.5 現代宇宙論
第2章 宇宙膨張の記述と物質
2.1 物質優勢期の宇宙進化
2.2 圧力を持つ物質が支配する宇宙の進化
2.3 光子のエネルギー密度と状態方程式
2.4 質量を持つ粒子の熱統計力学と状態方程式
2.5 素粒子の標準模型
2.6 バリオン
2.7 ニュートリノ
第3章 宇宙の歴史
3.1 暗黒物質と暗黒エネルギー
3.2 密度パラメータの変化
3.3 宇宙年齢
3.4 粒子的地平線
3.5 ビッグバン理論の諸問題
第4章 インフレーション理論
4.1 量子宇宙
4.2 インフレーションによる諸問題の解決
4.3 インフレーションの模型
4.4 加速膨張の機構
第5章 物質の進化
5.1 再加熱
5.2 原子核の誕生前の核反応
5.3 ビッグバン元素合成
第6章 原始密度揺らぎの生成
6.1 インフレーション期のスカラー場の摂動の進化
6.2 曲率揺らぎのパワースペクトル
6.3 原始重力波のパワースペクトル
6.4 CMB観測からのインフレーション模型の選別
第7章 宇宙背景輻射と温度揺らぎ
7.1 電子の再結合と宇宙の晴れ上がり
7.2 CMBの温度揺らぎの球面調和関数による展開
7.3 摂動のある宇宙での光の伝搬
7.4 光子流体の音響振動
7.5 重力ポテンシャルとバリオンの効果
7.6 拡散減衰
7.7 暗黒エネルギー、空間曲率の効果その他
7.8 精密宇宙論
第8章 宇宙の大規模構造の形成
8.1 物質優勢期の密度揺らぎの進化
8.2 ジーンズ長
8.3 CDMとバリオンの揺らぎの進化
8.4 銀河分布のパワースペクトル
8.5 赤方偏移空間変形とバリオン音響振動
8.6 星の進化
第9章 暗黒エネルギー
9.1 光度距離と宇宙の膨張率
9.2 Ia型超新星の観測からの後期加速膨張の発見
9.3 CMBとBAOからの観測的な制限
9.4 宇宙項
9.5 スカラー場による模型
9.6 一般相対論の拡張理論
付録
A 一般相対論による宇宙膨張の式の導出
B 重力波の作用
C 線形スカラー摂動の方程式

Ⓒ辻川　信二

目次

第1章 宇宙の観測
1.1 宇宙像の変遷
1.2 遠方の天体の観測
1.3 宇宙の膨張
1.4 ビッグバン理論と一般相対論
1.5 現代宇宙論
第2章 宇宙膨張の記述と物質
2.1 物質優勢期の宇宙進化
2.2 圧力を持つ物質が支配する宇宙の進化
2.3 光子のエネルギー密度と状態方程式
2.4 質量を持つ粒子の熱統計力学と状態方程式
2.5 素粒子の標準模型
2.6 バリオン
2.7 ニュートリノ
第3章 宇宙の歴史
3.1 暗黒物質と暗黒エネルギー
3.2 密度パラメータの変化
3.3 宇宙年齢
3.4 粒子的地平線
3.5 ビッグバン理論の諸問題
第4章 インフレーション理論
4.1 量子宇宙
4.2 インフレーションによる諸問題の解決
4.3 インフレーションの模型
4.4 加速膨張の機構
第5章 物質の進化
5.1 再加熱
5.2 原子核の誕生前の核反応
5.3 ビッグバン元素合成
第6章 原始密度揺らぎの生成
6.1 インフレーション期のスカラー場の摂動の進化
6.2 曲率揺らぎのパワースペクトル
6.3 原始重力波のパワースペクトル
6.4 CMB観測からのインフレーション模型の選別
第7章 宇宙背景輻射と温度揺らぎ
7.1 電子の再結合と宇宙の晴れ上がり
7.2 CMBの温度揺らぎの球面調和関数による展開
7.3 摂動のある宇宙での光の伝搬
7.4 光子流体の音響振動
7.5 重力ポテンシャルとバリオンの効果
7.6 拡散減衰
7.7 暗黒エネルギー、空間曲率の効果その他
7.8 精密宇宙論
第8章 宇宙の大規模構造の形成
8.1 物質優勢期の密度揺らぎの進化
8.2 ジーンズ長
8.3 CDMとバリオンの揺らぎの進化
8.4 銀河分布のパワースペクトル
8.5 赤方偏移空間変形とバリオン音響振動
8.6 星の進化
第9章 暗黒エネルギー
9.1 光度距離と宇宙の膨張率
9.2 Ia型超新星の観測からの後期加速膨張の発見
9.3 CMBとBAOからの観測的な制限
9.4 宇宙項
9.5 スカラー場による模型
9.6 一般相対論の拡張理論
付録
A 一般相対論による宇宙膨張の式の導出
B 重力波の作用
C 線形スカラー摂動の方程式

書誌情報

紙版

• 発売日: 2022年01月19日
• ISBN: 9784065266311
• 判型: A5
• 価格: 定価：3,520円（本体3,200円）
• ページ数: 264ページ

電子版

• 発売日: 2022年06月24日
• JDCN: 06A0000000000530177H

著者紹介

著： 辻川　信二（ツジカワ　シンジ）

1996年東京大学理学部卒業。2001年早稲田大学大学院理工学研究科物理学及応用物理学専攻修了。博士（理学）。2008年東京理科大学理学部第二部物理学科准教授、教授を経て、2020年早稲田大学先進理工学部物理学科教授。著書として、Dark Energy: Theory and Observations（Cambridge University Press、英文書）、『現代宇宙論講義』（サイエンス社）などがある。