Спектроскопия квазаров и космология. Исследования физических условий и химического состава вещества, существовавших на ранних стадиях эволюции Вселенной. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.03.02, доктор физико-математических наук Иванчик, Александр Владимирович

• Иванчик, Александр Владимирович
• доктор физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Иванчик, Александр Владимирович

Введение.

1 Молекулярные облака H2/HD — космологические лаборатории.

1.1 Оптические спектры квазаров.

1.2 Молекулы Н2 и HD в межзвездной среде нашей Галактики.

1.3 Молекулы Н2 и HD на больших красных смещениях.

1.4 Особенности структуры уровней энергии в Н, Н2, HD.

1.5 Абсорбционная система в спектре квазара Q 1232+082.

1.5.1 Ионизационная структура.

1.6 Особенности абсорбционной системы z&ь8 = 2.33771 в спектре квазара Q1232+082.

1.6.1 Эффект уширения.

1.6.2 Эффект неполного покрытия.

1.7 Абсорбционная система в спектре квазара Q 0812+320.

1.8 Абсорбционная система в спектре квазара Q 1331+170.

1.9 Степень молекуляризации и концентрация газа.

1.10 Температура реликтового излучения в различные космологические эпохи.

1.10.1 Реликтовое излучение в современную эпоху, z = 0.

1.10.2 Реликтовое излучение в ранние космологические эпохи.

2 Проблема первичного дейтерия.

2.1 Концентрации барионов и фотонов во Вселенной.

2.2 Первичный нуклеосинтез. Химический и изотопный состав ранней Вселенной.

2.2.1 Первичный 4Не.

2.2.2 Проблема первичного 7Li.

2.2.3 Первичный D.

2.3 Определение D/H по линиям атомарного DI и HI.

2.4 Оценка D/H по отношению HD/2H2.

2.5 Химия молекулярных облаков.

3 Проверка возможной космологической вариации фундаментальных констант.

3.1 История вопроса.

3.2 Современный статус проблемы непостоянства фундаментальных констант.

3.2.1 Изменение констант с энергией.

3.2.2 Изменения констант со временем в процессе космологической эволюции.

3.2.3 Различные значения фундаментальных констант в пространственно удаленных областях Вселенной.

3.3 Методы определения вариаций фундаментальных констант.

3.3.1 Лабораторные измерения.

3.3.2 Феномен "Окло".

3.3.3 Рекомбинация первичной плазмы.

3.3.4 Первичный нуклеосинтез.

3.4 Верхний предел на космологическое изменение отношения масс протона и электрона /г = тр/те.

3.4.1 Современное экспериментальное значение ц.

3.4.2 Метод определения отклонения Д/хДх.

3.4.3 Коэффициенты чувствительности.

3.5 Результаты и перспективы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Спектроскопия квазаров и космология. Исследования физических условий и химического состава вещества, существовавших на ранних стадиях эволюции Вселенной.»

Современная астрофизика и наблюдательная астрономия предоставляют широкие возможности для научных исследований как в области чистой астрономии, так и в различных областях современной физики, особенно в физике высоких энергий, ядерной физике, физике элементарных частиц и фундаментальных взаимодействий. Уникальные физические условия, которые природа реализует в огромном многообразии астрофизических объектов и явлений, позволяют изучать физические законы и процессы, лабораторные условия для которых недостижимы на Земле не только в настоящий момент, но и долгое время в будущем .

Квазары - активные галактические ядра, которые, являясь наиболее мощными квазистационарными источниками излучения во Вселенной, видны с огромных расстояний вплоть до 10—13 млрд. световых лет, т.е. практически с границ видимой Вселенной. Поэтому их спектры, начавшие формироваться на ранних стадиях эволюции Вселенной, когда ее возраст был менее 10% от современного, несут в себе информацию о физических условиях и химическом составе вещества, существовавших 10—13 млрд. лет назад, когда еще не было нашей Солнечной системы, а наша Галактика еще только зарождалась. Учитывая такую удаленность и яркость квазаров, их излучение используют для "просвечивания" оказавшихся на луче зрения далеких облаков межзвездного и межгалактического газа, которые "впечатывают" в спектр квазара свои линии поглощения. Можно сказать, что квазары служат "рентгеновским аппаратом" для просвечивания Вселенной, а их абсорбционные спектры представляют собой пространственно-временные фотографии Вселенной. При этом набор космологических задач, решаемых с помощью исследований спектров квазаров, очень широк. Это исследование крупномасштабной структуры Вселенной, физических свойств межзвездного и межгалактического вещества, эволюция химического состава и многие другие проблемы.

Цель работы — исследование существовавших на ранних стадиях эволюции Вселенной физических условий и химического состава вещества путем анализа спектров квазаров с большими красными смещениями х ~ 2 — 3.

• Исследование физических условий и химического состава вещества в межзвездных облаках молекулярного водорода Н2, находившихся на космологических расстояниях и существовавших 10-12 млрд. лет назад.

• Определение распространенности молекул НБ и Н2 в абсорбционных системах молекулярного водорода с целью оценки относительной плотности барионной материи во Вселенной, Оь

• Исследование возможного космологического изменения фундаментальных физических констант, в частности отношения масс протона и электрона р, = тр/те.

Научная новизна работы

1. Впервые идентифицированы линии молекул НБ в оптических спектрах квазаров с большими красными смещениями г ~ 2 — 3. Они соответствуют абсорбционным системам молекулярного водорода, существовавшим 10-12 млрд. лет назад. Являясь наряду с молекулами Нг ключевыми хладагентами межзвездной и межгалактической среды в ранней Вселенной, молекулы НБ также могут играть важную роль в процессах звездообразования и формирования первых конденсированных структур вещества во Вселенной [91, 133]. Обнаруженные молекулы НБ являются дополнительным источником информации о физических условиях в межзвездных облаках ранней Вселенной.

2. Впервые в космологически удаленной молекулярной системе идентифицированы линии переходов молекул НБ, идущих с возбужденного вращательного уровня 7 = 1. По видимому, единственный случай отождествления абсорбционной линии молекулы НБ, идущей с 3 = 1, в нашей Галактике представлен в работе [170]. Относительная населенность вращательных уровней молекулы НБ очень чувствительна к физическим условиям в облаке (к полной концентрации частиц и кинетической температуре). Так анализ относительной заселенности первого возбужденного уровня НБ (7 = 1) позволяет оценить новым независимым способом объемную концентрацию в межзвездном облаке.

3. Предложен независимый способ определения одного из ключевых космологических параметров - относительного содержания барионной материи во Вселенной Г2ь - на основе оценки распространенности первичного дейтерия, получаемой из отношения лучевых концентраций молекул НБ/Нг

4. Впервые обнаружен эффект неполного покрытия области формирования излучения в квазаре космологически удаленным абсорбционным облаком, проявляющийся в наличии остаточного потока в центре насыщенных абсорбционных линий. Показана необходимость учета данного эффекта для построения адекватной физической модели межзвездного облака.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Детальные исследования абсорбционных систем, содержащихся в спектрах высокого разрешения следующих квазаров: <20347-382, С}0405-443, Я1232+082, <21439+112, <20812+320, <31331+170. а) Обнаружение четырех абсорбционных систем с большими красными смещениями, содержащих линии молекул ЕГО (из шести известных к настоящему моменту). Определение лучевых концентраций молекул НО и Нг в обнаруженных системах. б) Обнаружение остаточного потока излучения в центре насыщенных абсорбционных линий молекулярного водорода Нг- Интерпретация данного эффекта в рамках модели неполного покрытия абсорбционным облаком области формирования эмиссионного излучения квазара. Демонстрация важности учета обнаруженного эффекта для адекватного построения физической модели молекулярного облака.

2. Определение независимым способом относительного содержания барионной материи во Вселенной Г2ь с использованием оригинальной численной модели первичного нуклеосинтеза и оценки распространенности первичного дейтерия, получаемой из отношения лучевых концентраций молекул НБ и Н2, которые наблюдаются в облаках межзвездной среды, существовавших 10-12 млрд. лет назад.

3. Оценка скорости возможного изменения отношения масс протона и электрона посредством анализа электронно-колебательно-вращательных абсорбционных линий Н2 и НБ в спектрах квазаров ф 0347-382, <20405-443, <2Ц39+112.

Научная и практическая значимость

1. Полученные оценки физических условий и химического состава межзвездного вещества, существовавшего в ранней Вселенной, важны для точного определения космологических параметров, а также детального понимания процессов, протекавших на ранних стадиях эволюции Вселенной.

2. Предложенный независимый способ определения барионной плотности Вселенной Оь и оценка этой же величины на основе анализа анизотропии реликтового излучения потенциально (при дальнейшем увеличении точности) могут служить мощным инструментом в исследовании возможной физики за пределами Стандартной Модели (наличие дополнительных релятивистских степеней свободы, стерильные нейтрино, распады долгоживущих суперсимметричных частиц или их аннигиляция, изменение барион-фотонного отношения и др. [4, 28, 31]).

3. В результате прецизионных измерений длин волн абсорбционных линий Нг в спектрах квазаров и их анализа было показано, что точность астрофизических измерений относительного положения длин волн Нг становится сравнимой с точностью лабораторных длин волн существовавшего на тот момент атласа лаймановских и вернеровских полос молекулярного водорода [14]. Поэтому для дальнейшего продвижения в решении задач, связанных с прецизионным измерением положений линий Н2, необходимы новые, более точные лабораторные измерения длин волн молекулярного водорода. Осознание этого факта стимулировало развитие прецизионной лазерной спектроскопии ультрафиолетового диапазона, в результате чего точность определения лабораторных длин волн Нг возросла на порядок [153].

4. Показана необходимость учета эффекта неполного покрытия при построении синтетического спектра абсорбционной системы молекулярного водорода. Поскольку эффект проявляется как дополнительный поток в центре насыщенных абсорбционных линий Н2 на уровне 4-10%, то такие линии легко могут быть восприняты как несколько перекрывающихся ненасыщенных линий Нг, что и происходило ранее. Это в свою очередь приводит к совершенно другой модели абсорбционной системы: в частности, лучевые концентрации Нг без учета эффекта неполного покрытия могут отличаться на три порядка. Это приводит к искажению в определении и других физических параметров системы, таких как кинетические температуры в подкомпонентах и др., а также ставит под сомнение достоверность получаемых результатов при решении проблемы оценки вариации ¡л с использованием неадекватной физической модели облака.

5. При определении космологических параметров на основе анализа анизотропии реликтового излучения по данным, полученным на спутнике WMAP в процессе семилетних наблюдений [72], использовался численный код расчета первичной рекомбинации водородно-гелиевой плазмы RECFAST 1.5 [168], в котором был принят во внимание (рассмотренный нами) эффект влияния нейтральной фракции водорода HI на первичную рекомбинацию гелия Hell—>Hei [А18, А20].

6. Полученные оценки скорости возможного космологического изменения отношения масс протона и электрона ц = тр/тпе могут служить жестким критерием отбора теорий, в рамках которых предсказываются космологические изменения констант во времени или отклонения их значений в различных пространственных областях.

Апробация работы и публикации.

Результаты, вошедшие в диссертацию, получены в период с 1999 по 2011г. и изложены в 33 статьях, список которых приведен в заключении. Результаты работы неоднократно докладывались на семинарах сектора теоретической астрофизики ФТИ им. А.Ф. Иоффе (С.-Петербург), Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), Санкт-Петербургского государственного политехнического университета (СПбГПУ), на общегородских астрономических семинарах в Институте прикладной астрономии РАН (С.-Петербург), на семинарах Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга МГУ (Москва), а также представлялись на отечественных и международных конференциях: "III Всероссийское совещание "Прецизионная физика и фундаментальные физические константы" (ФТИ им. А.Ф. Иоффе, С.-Петербург, 2010), "Всероссийская астрономическая конференция ВАК-2010" (САО РАН, 2010), "International conference "UV Universe-2010". (St.-Petersburg, 2010), "Астрофизика высоких энергий сегодня и завтра (НЕА-2007,2009)" (ИКИ РАН, Москва, 2007, 2009), "7th International Workshop "Ultra Cold & Cold Neutrons. Physics & Sources"." (Санкт-Петербург, 2009), "Всероссийское совещание no прецизионной физике и фундаментальным физическим константам" (Объединенный институт ядерных исследований, Дубна, 2009), "XVI Symposium on High Resolution Molecular Spectroscopy" (Irkutsk State Technical University, Baikal, 2009), "Всероссийское совещание no квантовой метрологии и фундаментальным физическим константам" (ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, Санкт-Петербург, 2008), "In search of variation of fundamental couplings and mass scales" (Perimeter Institute, Canada, 2008), "Atomic Clocks and Fundamental Constants ACFC 2007" (Physikzentrum Bad Honnef, Germany, 2007), "Международная зимняя школа no физике полупроводников 2007" (Зеленогорск, 2007) "Precision physics of simple atomic systems -PSAS 2006" (Venice International Institute, Italy, 2006), "Hydrogen atom II: Precision Physics of Simple Atomic Systems PSAS 2000" (Italy, 2000).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка цитируемой литературы, содержит 147 страниц текста, в том числе 29 рисунков и 9 таблиц. Список цитируемой литературы содержит 170 наименований.

Заключение диссертации по теме «Астрофизика, радиоастрономия», Иванчик, Александр Владимирович

Основные результаты работы:

1. Выполнены исследования физических условий и химического состава вещества абсорбционных систем с большими красными смещениями г ~ 2 — 3, наблюдавшихся в спектрах высокого разрешения следующих квазаров:

Я0347-382, <5 0405-443, Я1232+082, 0Ц39+112, 00812+320, £ 1331+170.

2. Впервые обнаружен и детально исследован эффект неполного покрытия квазара ф 1232+082 (гст = 2.57) космологически удаленным от квазара абсорбционным облаком (гаь8 = 2.34). Эффект проявляется в наличии остаточного потока излучения в абсорбционном спектре объекта. Показано, что неучет этого эффекта приводит к существенно заниженной оценке лучевой концентрации молекул Нг в межзвездном облаке и построению неадекватной физической модели абсорбционной системы.

3. Впервые отождествлены линии молекул HD в межзвездных облаках, находящихся на космологических расстояниях (zat,s = 2.33771, Q1232+082). На сегодняшний день диссертант является соавтором открытия четырех из шести идентифицированных систем HD/H2. Анализ известных систем позволяет говорить об обнаружении космологического эволюционного эффекта -увеличения относительного содержания HD/H2 в эпохи около 12 млрд. лет назад по сравнению с величинами, измеряемыми в нашей Галактике в современную эпоху.

4. Предложен независимый метод оценки относительного содержания первичного дейтерия D/H на основе оценки относительной распространенности молекул HD/H2 в облаках, существовавших на ранних стадиях эволюции Вселенной. На основе этого метода получена независимая оценка барион-ной плотности Вселенной = (4.1 ± 0.5)%, которая согласуется с оценкой, полученной по результатам анализа анизотропии реликтового излучения = (4.6 ± 0.3)%.

5. Получена оценка возможного космологического изменения отношения масс протона и электрона ¡х — тр/те для эпох, соответствующих z ~ 2 — 3:

Afi/fi = (2.0 ±0.6) х Ю-5. Полученная в 2005-2006 гг. оценка до сих пор остается актуальной, несмотря на восемь выполненных позднее (2008-2011 гг.) независимых оценок.

Благодарности

Данная диссертация явилась результатом моей работы в секторе теоретической астрофизики Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе Российской Академии Наук, куда я пришел в 1993 году, будучи студентом четвертого курса Ленинградского Политеха. С того дня и до настоящего момента моей работой руководит Дмитрий Александрович Варшалович, который стал фактически моим учителем в астрофизике. Невозможно отблагодарить до конца за те знания, которые я получил от него, за ту человеческую теплоту и терпение, с которыми он преодолевает мое непонимание и иногда упрямство.

Огромную Благодарность и Признательность хотел бы я выразить всем сотрудникам сектора теоретической астрофизики, составляющих и составлявших этот живой, а потому разношерстный, но несмотря ни на что, очень теплый коллектив.

Огромное спасибо всем моим соавторам. Огромное спасибо людям, работающим в Специальной Астрофизической Обсерватории РАН, за радушие и гостеприимство, во время моих поездок туда, положивших начало моему знакомству с наблюдательной астрономией. Очень благодарен Владимиру Евгеньевичу Панчу-ку, от которого я получил большую часть знаний в наблюдательной астрономии и Валентине Георгиевне Клочковой, за их гостеприимство, с которым они принимали меня в периоды наших наблюдений.

Также хотел бы выразить свою благодарность Михаилу Корышеву за лингвистическую помощь.

Кроме того, пользуясь случаем, хочу поблагодарить Игоря Васильевича Есау-ленко за очень важную и значимую поддержку.

Особую благодарность я хотел бы выразить своей маме, которой я обязан всем.

Публикации по теме диссертации

Al. Д.А. Варшалович, А.В. Иванчик, А.Ю. Потехин "Фундаментальные физические константы: одинаковы ли их значения в различных областях пространства-времени?" Журнал Технической Физики, т. 69, No. 9, с. 1-5, 1999

А2. D.A. Varshalovich, A.Y. Potekhin, A.V. Ivanchik

Testing cosmological variability of fundamental constants". "X-ray and Inner-shell Processes-18th International AIP Conference, Eds. R.W. Dunford et al., v. 506, pp. 503-511, 2000

A3. A.V. Orlov, A.V. Ivanchik, D.A. Varshalovich "Primordial Nucleosynthesis:

Effects of possible variations of fundamental physical constants". Astron. & Astrophys. Transactions, v. 19 (3-4), p. 375-384, 2000

A4. А.В. Иванчик, А.В. Орлов, Д.А. Варшалович

Влияние возможного отклонения значений фундаментальных физических констант на первичный нуклеосинтез". Письма в Астрономический Журнал, т. 27, с. 723-734, 2001

А5. Д.А. Варшалович, А.В. Иванчик, П. Петижан, Р. Шриананд, С. Леду

Молекулярные линии HD в абсорбционной системе с красным смещением z—2.3377". Письма в Астрономический Журнал, т. 27, с. 803-806, 2001

А6. D.A. Varshalovich, A.Y. Potekhin, A.V. Ivanchik

Problems of cosmological variability of fundamental physical constants". Physica Scripta, v. T95, p. 76-80, 2001

A7. D. Varshalovich, A. Potekhin, A. Ivamchik

Puzzle of the constansy of fundamental constants". Comments on Modern Physics 2(5), D223-D232, 2001

A8. А.В. Иванчик, Э. Родригес, П Петитжан, Д.А. Варшалович "Меняются ли фундаментальные константы в процессе космологической эволюции?" Письма в Астрономический журнал, т. 28, с. 483-488, 2002

А9. A. Ivanchik, P. Petitjean, E. Rodriguez, D. Varshalovich "Does the proton-to-electron mass ratio ц = mp/me vary in the course of cosmological evolution?" Astrophysics and Space Science, v. 283, pp. 583-588, 2003

A10. D. Varshalovich, A. Ivanchik, A. Orlov, A. Potekhin, P. Petitjean "Current status of the Problem of Cosmological Variability of Fundamental Physical Constants".

Lecture Notes in Physics, v. 627: Precision Physics of Simple Atomic Systems. Eds. S Karshenboim & V. Smirnov, pp. 199-209, 2003

All. D.A. Varshalovich, A.V. Ivanchik, A.Y. Potekhin

Astrophysical Testing Cosmological Variability of Fundamental Constants". Proceedings of the III Sakharov Conference on Physics, World Scientific, v. 1, pp. 486-491, 2003

A12. P. Petitjean, A. Ivanchik, R. Srianand, B. Aracil, D. Varshalovich, H. Chand, E. Rodriguez, C. Ledoux, P. Boisse "Time dependence of the proton-to-electron mass ratio". Comptes Rendus Physique, v. 5(3), pp. 411-415, APR, 2004

A13. E.E. Kholupenko, A.V. Ivanchik and D.A. Varshalovich

CMBR distortion concerned with recombination of the primordial hydrogen plasma". Gravitation and Cosmology, Vol. 11, No.l-2(41-42), pp. 161-165, 2005

A14. A. Ivanchik, P. Petitjean, D. Varshalovich, B. Aracil, R. Srianand, H. Chand, C. Ledoux, and P. Boisse

A new constraint on the time dependence of the proton-to-electron mass ratio. Analysis of the Q 0347-383 and Q 0405-443 spectra". Astronomy & Astrophysics, v. 440, No.l, pp. 45-52, 2005

A15. B.B. Мешков, A.B. Столяров, A.B. Иванчик, Д.А. Варшалович

Неадиабатический ab initio расчет коэффициентов чувствительности

Х1Е+д —у B1E+U; C1!^ систем к изменению отношения масс протона и электрона".

Письма в ЖЭТФ, т. 83, вып. 8, с. 363-366, 2006

А16. Е. Reinhold, R. Buning, U. Hollenstein, A. Ivanchik, P. Petitjean, and W. Ubachs "Indication of a Cosmological Variation of the Proton-Electron Mass Ratio Based on Laboratory Measurement and Reanalysis of #2 Spectra". Phys.Rev.Lett., v. 96, p. 151101, 2006

А17. Е.Е. Холупенко, А.В. Иванчик

Двух-фотонные переходы в процессе рекомбинации водорода во Вселенной". Письма в Астрономический Журнал, т. 32, No. 12, с. 883-892, 2006

А18. Е.Е. Kholupenko, A.V. Ivanchik, and D.A. Varshalovich

Rapid He II -> He I recombination and radiation arising from this process". MNRAS, v. 378, L39-L43, 2007

A19. P. Petitjean, C. Ledoux, R. Srianand, P. Noterdaeme, A. Ivanchik

Molecular Hydrogen at High Redshift and the Variation with Time of the Electron-to-proton Mass Ratio, ¡j, = me/mp". Precision Spectroscopy in Astrophysics. Eds. by N.C. Santos et al., Garching, Germany, pp. 73-76, 2008

A20. Е.Е. Холупенко, A.B. Иванчик, Д.А. Варшалович

Рекомбинация первичной гелиевой плазмы Hell-Hel с учетом влияния нейтрального водорода."

Письма в Астрономический Журнал, т. 34, No. 11, с. 803-818, 2008

А21. A. Ivanchik, D. Varshalovich, and P. Petitjean

Current status of astronomical observations on possible cosmological variations of the proton-to-electron mass ratio ¡i = mp/me ". Eur. Phys. J., Special Topics, v. 163, pp.191-196, 2008

A22. P. Noterdaeme, P. Petitjean, C. Ledoux, R. Srianand, and A. Ivanchik "HD molecules at high redshift. A low astration factor of deuterium in a solar-metallicity DLA system at z = 2.418". Astronomy and Astrophysics, v. 491, pp. 397-400, 2008

A23. Д.А. Варшалович, A.B. Иванчик, П. Петижан

Современное состояние астрономических наблюдений по проблеме возможного космологического изменения отношения масс протона и электрона". Труды Института прикладной астрономии РАН, вып. 18, с. 92-93, 2008

А24. С.А. Балашев, Д.А. Варшалович, А.В. Иванчик

Направленное излучение и фотодиссоционные области в облаках молекулярного водорода".

Письма в Астрономический Журнал, т. 35, No. 3, с. 171-188, 2009

А25. P.Petitjean, P.Noterdaeme, R.Srianand, С.Ledoux, A.lvanchik, and N.Gupta "Searching for places where to test the variations of fundamental constants". Memorie della Societa Astronomica Italiana, v. 80, pp. 859-863, 2009

А26. P.Petitjean, R.Srianand, H.Chand, A.Ivanchik, P.Noterdaeme, N.Gupta

Constraining Fundamental Constants of Physics with Quasar Absorption Line Systems". Space Science Reviews, v. 148, pp. 289-300, 2009

A27. Д.А. Варшалович, А.В. Иванчик, C.A. Балашев, П. Петижан

Первичный нуклеосинтез дейтерия и содержание молекул HD/H2 в межзвездных облаках, существовавших 12 млрд. лет назад". Успехи физических наук, т. 180, No. 4, с. 415-419, 2010

А28. Е.Е. Kholupenko, A.V. Ivanchik, and D.A. Varshalovich

Effect of radiative feedbacks for resonant transitions during cosmological recombination". Phys. Rev. D 81, pp.083004(l-9), 2010

A29. A.V. Ivanchik, P. Petitjean, S.A. Balashev, R. Srianand, D.A. Varshalovich, C. Ledoux, and P. Noterdaeme

HD molecules at high redshift: the absorption system at z=2.3377 towards Q 1232+082". MNRAS, v. 404, pp. 1583-1590, 2010

A30. P. Petitjean, P. Noterdaeme, R. Srianand, C. Ledoux, A. Ivanchik, N.Gupta "Searching for places where to test the variations of fundamental constants". Proceedings of the International Astronomical Union Highlights of Astronomy, Volume 5, p. 317, 2010

A31. C.A. Балашев, А.В. Иванчик, Д.А. Варшалович

Молекулярные облака HD/H2 в ранней Вселенной. Проблема первичного дейтерия".

Письма в Астрономический Журнал, т. 36, No. 11, с. 803-815, 2010

А32. Е.Е. Kholupenko, A.V. Ivanchik, S.A. Balashev and D.A. Varshalovich "Advanced three-level approximation for numerical treatment of cosmological recombination". MNRAS, v. 417, pp. 2417-2425, 2011

A33. S.A. Balashev, P. Petitjean, A.V. Ivanchik, C. Ledoux, R. Srianand, P. Noterdaeme and D.A. Varshalovich "Partial coverage of the broad-line region of Q1232+082 by an intervening H2-bearing cloud". MNRAS, v. 418, pp. 357-369, 2011

Заключение.

Диссертационная работа посвящена исследованию физических условий, существовавших на ранних стадиях эволюции Вселенной. Первоначально цели исследования были сформулированы для решения конкретной задачи - проверки возможного космологического изменения фундаментальных физических констант. По мере углубления в эту тематику пришлось изучать различные ее космологические аспекты, что в итоге привело к детальному исследованию процессов первичного нуклеосинтеза, процессов рекомбинации первичной плазмы и других космологических задач. Итогом данной диссертационной работы стало осознание того, что космология представляет собой один из интереснейших разделов современной астрофизики и проблемы, которые были решены, и те, которые еще предстоит решить в рамках этой науки, меняют фундаментальные представления о мире, в котором мы существуем.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Иванчик, Александр Владимирович, 2012 год

1. Бочкарев H.Г., "Основы физики межзвездной среды", М: Книжный дом "ЛИБРОКОМ" (2010)

2. Варшалович Д.А., Левшаков С.А., Письма в ЖЭТФ 58, 237 (1993)

3. Варшалович Д.А., Панчук В.Е., Иванчик A.B., Письма в АЖ 22, 8 (1996)

4. Горбунов Д.С., Рубаков В.А., "Введение в теорию ранней Вселенной: Теория горячего Большого взрыва.", М.: Издательство ЛКИ (2008)

5. Грин М., Шварц Дж., Виттен Э. "Теория суперструн", в 2-х т. М.: Мир (1990)

6. Домнин Ю.С., Малимон А.Н., Татаренков В.М., и др., Письма в ЖЭТФ 43, 167 1986

7. Дубрович В.К., Письма в АЖ 1, 3 (1975)

8. Зельдович Я.Б., Кутр В.Г., Сюняев P.A., ЖЭТФ 55, 278 (1968)

9. Кетов C.B. "Ввсденее в квантовую теорию струн и суперструн", Новосибирск: Наука (1990)

10. Колачевский H.H., УФН 178, 1225 (2008)

11. Томилин К.А., "Фундаментальные физические постоянные в историческом и методологическом аспектах", М.: Физматлит (2006)

12. Цвибах Б. "Начальный курс теории струн", М.: Едиториал УРСС (2011)

13. Abgrall H., Le Bourlot J., Pineau Des Forets G., Astron.&Astrophys. 253, 525 (1992)14 15 [1617 1819 20 [21 [22 [23 [24 [25 [2627 28 [29 [30

14. Abgrall H., Roueff E., Launay F., et al., J. of Mol. Spec. 157, 512 (1993)

15. Abgrall H., Roueff E., Astron.&Astrophys. 445, 361 (2006)

16. Agafonova I.I., Molaro P., Levshakov S.A., et al., Astron.&Astrophys. 529, id.A28 (2011)

17. Alpher R.A., Herman R.C., Phys. Rev. 74, 1737 (1948)

18. Bagdonaite J., Murphy M., Kaper L., et al., MNRAS D01:10.1111/j.l365-2966.2011.20319.x (2011)

19. Bahcall J.N. k Wolf R.A., ApJ 152, 701 (1968)

20. Bize S., et al., Phys. Rev. Lett. 90, 150802 (2003)

21. Black J.H., Dalgarno A., ApJ 203, 132 (1976)

22. Blake G.A., Anicich V.G., Huntress W.T.Jr., ApJ 300, 415 (1986)

23. Brans C., Dicke R.H., Phys. Rev. 124, 925 (1961)

24. Carswell R.F., Hilliard R.L., Strittmatter P.A., et al., ApJ 196, 351 (1975)

25. Carswell R.F., Jorgenson R.A., Wolfe A.M., MNRAS 411, 2319 (2011)

26. Casimir H.B.G., On the Interaction Between Atomic Nuclei and Electrons, p. 54, Freeman, San Francisco (1963)

27. Chand H., Srianand R., Petitjean P., et al., Astron.&Astrophys. 451, 45 (2006) Coc A., Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. A 611, 224 (2009) Cowie L.L., Songaila A., ApJ 453, 596 (1995) Cui J., Bechtold J., Ge J., et al., ApJ 633, 649 (2005)

28. Cyburt R.H., Fields B.D., Olive K.A., J. of Cosmology and Astroparticle Phys. 11, 012 (2008)

29. Dabrowski I., Can. J. Phys. 62, 1639 (1984) Damour T., Dyson F.J., Nucl. Phys. B 480, 37 (1996)

30. Dessauges-Zavadsky M., Calura F., Prochaska J.X., et al., Astron.&Astrophys. 416, 79 (2004)

31. Dirac P.A.M., Nature 139, 323 (1937)

32. Draine B.T., Bertoldi F., Molecular hydrogen in space Cambridge, UK: Cambridge University Press, (2001)

33. Dunham Jr. T., Adams W.S., PASP 49, 26 (1937)

34. Dzuba V.A., Flambaum V.V., Webb J.K., Phys. Rev. A 59, 230 (1999)

35. Field G.B., Somerville W.B., Dressier k., Ann. Rev. Astron. Astrophys. 4, 207 (1966)

36. Ge J., Bechtold J., Astronomical Society of the Pacific Conference Series 156, 121 (1999)

37. Hennawi J.F., Strauss M.A., Oguri M., et al., ApJ 131, 1 (2006)

38. Jennings D.E., Bragg S.L., Brault J.W., ApJ 282, L85 (1984)

39. Jenkins E.B., Peimber A., ApJ477, 265 (1997)

40. Jenkins F.A., Wooldridg D.E., Phys. Rev. 53, 137 (1938)

41. Jennings D.E., Bragg S.L., Brault J.W., ApJ 282, L85 (1984)

42. Jetzer P., Puy D., Signore M., et al., Gen. Relativ. Gravit. 43, 1083 (2011).

43. Jones T.M., Misawa Т., Charlton J.C., ApJ 715, 1497 (2010)

44. Jordan P., Schwerckraft und weltall, Braunschweig (1995)

45. Jorgenson R.A., Wolfe A.M., Prochaska J.X., et al., ApJ 704, 247 (2009)

46. Jura M., ApJ 190, L33 (1974)

47. Klein O., Z. Phys 37, 895 (1926)

48. Kolochevsky N. et al., Space Sci Rev 148, 267 (2009)

49. Kolb E.W., Perry M.J., Walker T.P., Phys. Rev. D 33, 869 (1986)

50. Komatsu E., Smith K.M., Dunkley J., et al., ApJ Suppl. 192, article id. 18 (2011)

51. Lacour S., Andre M.K., Sonnentrucker P., et al., Astron.&Astrophys. 430, 9672005)

52. Lacour S., Ziskin V., Hebrard G., et al., ^/627, 251 (2005)

53. Lamoreaux S.K., Torgerson J.R., Phys. Rev. D 69, 121701 (2004)

54. Le Phenomène d'Oklo C.R. d'un Colloque sur le Phenomène d'Oklo (Libreville, Gabon) (Vienne: IAEA) (1975)

55. Ledoux C., Srianand R., Petitjean P., Astron.&Astrophys. 392, 781 (2002)

56. Ledoux C., Petitjean P., Srianand R., et al., MNRAS 346, 209 (2003)

57. Ledoux C., Petitjean P., Srianand R., ApJL 640, L25 (2006)

58. Lefebvre-Brion H., Field R.W., The Spectra and Dynamics of Diatomic Molecules, Academic Press, New York, 2004

59. Le Petit F., Roueff E., Le Bourlot J., Astron.&Astrophys. 390, 369 (2002).

60. Le Petit F., Nehmé C., Bourlot J., et al., ApJSS 164, 506 (2006).

61. Levshakov S.A., Varshalovich D.A., MNRAS 212, 517 (1985)

62. Levshakov S.A., Vistas in Astronomy 37, 535 (1993)

63. Levshakov S.A., Dessauges-Zavadsky M., D'Odorico S., et al., ApJ 565, 696 (2002)

64. Levshakov S.A., Centurion M., Molaro P., et al., Astron.&Astrophys. 449, 8792006)

65. Levshakov S.A., Lapinov A.V., Henkel C., et al., Astron.&Astrophys. 524, id.A32 (2010)

66. Linsky J.L., et al., ApJ 647, 1106 (2006)

67. Malec A.L., Buning R., Murphy M.T., et al., MNRAS 403, 1541 (2010)

68. Mather J.C., et al., ApJ 512, 511 (1999)

69. McGreer I.D., Bryan G.L., ApJ 685, 8 (2008)

70. McKellar A., PASP 52, 187 (1940)

71. Meiksin A.A., Reviews of Modern Physics 81, 1405 (2009)

72. Milne E.A., "Relativity, gravitational and world structure", Oxford, Clarendon Press, 292 (1935)

73. Mohr P. J., Taylor B.N., Newell D.B., Reviews of Modern Physics 80, 633 (2008)

74. Mortlock D.J., Warren S.J., Venemans b.P., et al., Nature 474, 616 (2011)

75. Morton D.C., Jian-sheng C., Wright A.E., et al, MNRAS 193, 399 (1980)

76. Morton D.C. ApJSS 149, 205 (2003)

77. Murphy M.T., Webb J.K., Flambaum V.V., MNRAS 345, 609 (2003)

78. Noterdaeme P., Ledoux C., Petitjean P., et al., Astron.&Astrophys. 474, 393 (2007)

79. Noterdaeme P., Petitjean P., Srianand R., et al., Astron.&Astrophys. 469, 4252007)

80. Noterdaeme P., Ledoux C., Petitjean P., et al., Astron.&Astrophys. 481, 3272008)

81. Noterdaeme P., Petitjean P., Ledoux C., et al., Astron.&Astrophys. 523, A80 (2010)

82. D'Odorico S., Cristiani S., Dekker H., et al., Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) Conference Series, Ed. by J. Bergeron, 4005, 121 (2000)105106107108109110 111 112113114115116117118119120 121 122

83. D'Odorico V., Astron.&Astrophys. 470, 523 (2007)

84. Onegin M.S., arXiv: 1010.6299vl (2010)

85. Pagel B., MNRAS 179, 81P (1977)

86. Peebles P.J.E., ApJ 153, 1 (1968)

87. Peik E., et al., Phys. Rev. Lett. 93, 170801 (2004)

88. Penzias A.A., Wilson R.W., ApJ 142, 419 (1965)

89. Petitjean P., Srianand R., Ledoux C., Astron.&Astrophys. 364, L26 (2000)

90. Petitjean P., Srianand R., Ledoux C., MNRAS 332, 383 (2002)

91. Petitjean P., Srianand R., Chand H., Ivanchik A., et al., Space Sei Rev 148, 289 (2009)

92. Petrov Yu.V., et al., Phys. Rev. C 74, 064610 (2006)

93. Pettini M., Zych B.J., Murphy M.T., et al., MNRAS 391, 1499 (2008)

94. Philip J., Sprengers J.P., Pielage Th., et al., Can. J. Chem. 82, 713 (2004)

95. Pospelov M., Pradler J., Annu. Rev. Nucl. Part. Sei. 60, 539 (2010)

96. Potekhin A.Y., Ivanchik A.V., Varshalovich D.A., et al., ApJ 505, 523 (1998)

97. Prestage J.D., Tjoelker R.L., Maleki L., Phys. Rev. Lett. 74, 3511 (1995)

98. Prochaska J.X., Wolfe A.M., ApJSS 121, 369 (1999)

99. Prochaska J.X., Howk J.C., Wolfe A.M., Nature 423, 57 (2003)

100. Quast R., Reimers D., Baade R., Astron.&Astrophys. 477, 443 (2008)

101. Rachford B.L., Snow T.R, Destree J.D., et al., ApJS 180, 125 (2009)

102. Rauch M., Annu. Rev. Astron. Astrophys., 36, 267 (1998)

103. Reinhold E., Buning R., Hollenstein U., Ivanchik A., et al., Phys. Rev. Lett. 96, 151101 (2006)

104. Rodriguez C., Taylor G.B., Zavala R.T., et al., ApJ 646, 49 (2006)

105. Roncin J.-Y., Launay F., Journal Phys. and, Chem. Reference Data No. 4 (1994)

106. Rosenband T., et al., Science 319, 1808 (2008)

107. Rugers M., Hogan C.J., ApJ Lett. 459, LI (1996)

108. Ryan S.G., Beers T.C., Olive K.A., et al., ApJ 530, L57 (2000)

109. Schmidt M., Nature 197, 1040 (1963)

110. Senn R, Quadrelli P., Dressler K., J. Chem. Phys. 89, 7401 (1988)

111. Shchekinov Yu.A., Vasiliev E.O., MNRAS 368, 454 (2006)

112. Shlyakhter A.I., Nature 25, 340 (1976)

113. Sisterna P.D., Vucetich H., Phys. Rev. D 41, 1034 (1990)

114. Snow T.P., McCall B.J., Annual Review of Astronomy & Astrophysics 44, 367 (2006).

115. Snow T.P., et al., ApJ 688, 1124 (2008)

116. Spitzer L., Jr., Cochran W.D., ApJL 186, L23 (1973)

117. Spitzer L., Jr., Jenkins E.B., Ann. Rev. Astron. Astrophys. 13, 133 (1975)

118. Srianand R, Shankaranarayanan S., ApJ 518, 672 (1999)

119. Srianand R., Petitjean P., Ledoux C., Nature 408, 931 (2000)

120. Srianand R., Petitjean P., Ledoux C., et al., MNRAS 362, 549 (2005)

121. Srianand R., Gupta N., Petitjean P., et al., MNRAS 405, 1888 (2010)

122. Srianand R., Gupta N., Petitjean P., et al., MNRAS 421, 651 (2012)

123. Staszewska G., Wolniewicz L., J. Mol. Spectrosc. 212, 208 (2002)

124. Stecher T.P., Williams D.A., ApJL 149, L29 (1967)

125. Steigman G., Annu. Rev. Nucl. Part. Sci. 57, 463 (2007)

126. Sunyaev R.A., Chluba J., Frontiers of Astrophysics: A Celebration of NRAO's 50th Anniversary ASP Conference Series, 395, 35 (2008)

127. Swings P., Rosenfeld L., ApJ 86, 483 (1937)

128. Thompson R., Astrophysical Letters 16, 3 (1975)

129. Thompson R., Bechtold J., Black J., ApJ 703, 1648 (2009)

130. Tumlinson J., Malec A.L., Carswell R.F., et al., ApJL 718, L156 (2010)

131. Ubachs W., Reinhold E., PRL 92, 101302 (2004)

132. Uzan J.-P., Reviews of Modern Physics 75, 403 (2003)

133. Vanden Berk D.,E., Richards G.T., Bauer A., ApJ 122, 549 (2001)

134. Varshalovich D.A., Potekhin A.Y., Space Sci. Rev. 74, 259 (1995)

135. Veron-Cetty M.P., Veron P., Astron.&Astrophys. 518, A10 (2010)

136. Vogt S.S., Allen S.L., Bigelow B.C., et al., Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers (SPIE) Conference Series, Ed. by D.L. Crawford & E.R. Craine, 2198, 362 (1994)

137. Wagoner R.V., ApJSS 18, 247 (1969)

138. Webb J.K. et al., Nature 388, 250 (1997)

139. Webb J.K., Flambaum V.V., Churchill C.W., et al., PRL 82, 884 (1999)

140. F. vanWeerdenburg, Murphy M., Malec A., et al., PRL 106 180802 (2011)

141. Wendt M. & Reimers D., Eur. Phys. J. Special Topics 163, 197 (2008)

142. Wendt M. & Molaro R, Astron.&Astrophys. 526, A96 (2011)

143. White R.L., Becker R.H., Gregg M.D., et al., ApJSS 126, 133 (2000)

144. Wiese W.L., Fuhr J.R., Deters T.M., Atomic transition probabilities of carbon, nitrogen, and oxygen: a critical data compilation, Ed. by Wiese et al., (1996)

145. Wolniewicz L., Staszewska G., J. Mol. Spectrosc. 220, 45 (2003)

146. Wong Y.W., Moss A., Scott D., MNRAS386, 1023 (2008)

147. Woodgate B.E., Kimble R.A., Bowers C.W., et al., PASP 110, 1183 (1998)

148. Wright E.L., Morton D.C., ApJ 227, 483 (1979)