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Oggetto:
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Cosmologia

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Cosmology

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Anno accademico 2013/2014

Codice dell'attività didattica
MFN0802
Docente
Prof. Antonaldo Diaferio (Titolare del corso)
Corso di studi
008510-102 Laurea Magistrale in Fisica ind. Astrofisica e Fisica Teorica
Anno
1° anno 2° anno
Periodo didattico
Terzo periodo didattico
Tipologia
C=Affine o integrativo
Crediti/Valenza
6
SSD dell'attività didattica
FIS/05 - astronomia e astrofisica
Modalità di erogazione
Tradizionale
Lingua di insegnamento
Italiano
Modalità di frequenza
Facoltativa
Tipologia d'esame
Orale
Modalità d'esame
Orale
Prerequisiti
Nessuna propedeuticita' obbligatoria.
Oggetto:

Sommario insegnamento

Oggetto:

Obiettivi formativi

Conoscenza dei modelli cosmologici e di formazione delle strutture cosmiche e conoscenza delle problematiche di cosmologia osservativa.

Gli studenti apprenderanno quali siano i processi fisici che regolano la formazione ed evoluzione dell'Universo primordiale e delle strutture cosmiche. Dovranno comprendere quali siano le procedure scientifiche che dai dati osservativi permettono di formulare i modelli cosmologici.

Gli studenti saranno in grado di applicare la metodologia scientifica appresa durante il corso a contesti nuovi in ambito cosmologico e delle scienze in generale.

Oggetto:

Risultati dell'apprendimento attesi

Competenza sulle problematiche della cosmologia moderna.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Acquisizione di una solida preparazione in astronomia fondamentale, astrofisica, fenomeni cosmici di alta energia.

Conoscenze di base delle tecniche osservative e teoriche per la descrizione e la modellizzazione dell'Universo nel suo complesso e delle strutture cosmiche.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Comprensione della sinergia e dialettica fra sviluppi teorici e progressi sperimentali nella formulazione, verifica ed applicazione di modellizzazioni di sistemi fisici.

Gli studenti saranno in grado di derivare dai dati osservativi i valori quantitativi dei parametri fisici dell'Universo nel suo complesso e delle strutture cosmiche e di utilizzare le equazioni per la rappresentazione delle loro proprieta' dinamiche e statistiche e della loro evoluzione.

 

 

Oggetto:

Programma

 

Modelli cosmologici

  • Proprieta' osservate dell'Universo; legge di Hubble; scala delle distanze; densita' dell'Universo.

  • Richiami di Relativita' Generale; Metrica di Robertson-Walker; equazioni di Friedmann; modelli di Friedmann.

Universo primordiale:

  • Modello di Hot Big Bang standard: storia termica dell'Universo primordiale.

  • Transizioni di fase, inflazione, era leptonica e nucleosintesi cosmologica.

  • Era radiativa, formazione della radiazione di fondo cosmico.

Formazione di strutture cosmiche:

  • Instabilita'  gravitazionale di Jeans.

  • Spettro di potenza e teoria lineare delle perturbazioni di densita'.

  • Approssimazione di Zeldovich; collasso sferico; teoria di Press-Schechter; evoluzione non lineare e simulazioni numeriche.

Cosmologia osservativa:

  • Funzione di correlazione, moti peculiari delle galassie.

  • Universo ad alto redshift.

  • Anisotropie della radiazione di fondo a microonde.

 

 

  • Hubble law, distance ladder, mass density in the universe; Friedmann models.
  • Hot Big Bang model; thermal history of the universe; phase transitions, inflation, lepton era and cosmological nucleosynthesis; radiative era, CMB formation.
  • Jeans instability, linear theory of perturbations, Zeldovich approximation, spherical collapse model, Press-Schechter theory, non-linear evolution and Nbody simulations.
  • Correlation function, peculiar motion of galaxies, high-redshift universe, CMB anisotropies.

Testi consigliati e bibliografia

Oggetto:

P. Coles & F. Lucchin, Cosmology: The Origin and Evolution of Cosmic Structure, John Wiley & Sons

M. Longair, Galaxy Formation, Springer Verlag

S. Bonometto, Cosmologia e cosmologie, Zanichelli

E. W. Kolb & M. S. Turner, The Early Universe, Addison-Wesley Publishing Company

F. Lucchin, Introduzione alla cosmologia, ZanichelliÂ

B. E. J. Pagel, Nucleosynthesis and Chemical Evolution of Galaxies, Cambridge University Press

J. A.Peacock, Cosmological Physics, Cambridge University Press

S. Weinberg, Gravitation and Cosmology: Principles and Applications of the General Theory of Relativity, John Wiley & Sons



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Note

Propedeuticità consigliate: Relatività generale, Fondamenti di astrofisica: stelle e Via Lattea, Fondamenti di astrofisica: galassie e strutture cosmiche. Corsi complementari: Fisica astroparticellare. Lezioni frontali. Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.

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Ultimo aggiornamento: 23/07/2014 09:12
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