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Oggetto:
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Cosmologia

Oggetto:

Cosmology

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Anno accademico 2019/2020

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
Prerequisiti
Nessuna propedeuticita' obbligatoria.
No specific previous knowledge needed.
Propedeutico a
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Sommario insegnamento

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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.

Knowledge on Cosmological models and on models concerning the formation of cosmic structures and knowledge on the problems of observational cosmology.

The students will learn which physical processes regulate the formation and evolution of Primordial Universe and Cosmic structures. They have to understand the scientific procedures which allow to formulate cosmological models from observational data.

The students will be able to apply the scientific methodology learnt during the course to new contexts concerning Cosmology and Science in general. 

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.

Competence on the issues of Modern Cosmology.

KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING
To acquire a solid knowledge on Fundamental Astronomy, Astrophysics, High energy cosmic phenomena.

Basic knowledge on observational and theoretical techniques to describe and modelize the Universe as a whole and the Cosmic Structures.

APPLYING KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING
Understanding of synergy and dialectic between theoretical developments and experimental progresses in the formulation, test and application of modelling of physical systems.

The students will be able to infer from observational data quantitative values of physical parameneters of the Universe as a whole and of Cosmic Structures and to utilize the equations to represent their dynamical and statistical properties and their evolution.

Oggetto:

Modalità di insegnamento


Lezioni frontali in aula

Nota: In caso di persistenza dell'emergenza sanitaria Covid-19, in ottemperanza alle disposizioni di legge in vigore, il corso si svolgerà tramite piattaforma Webex negli orari di  lezione stabiliti o tramite caricamento sulla piattaforma Moodle di videolezioni registrate. Nel secondo caso, durante il corso si terranno incontri periodici con gli studenti sulla piattaforma Webex per domande e chiarimenti sui contenuti del corso.

 

Lectures in classroom.

Note: In case of persisting Covid-19 health emergency, according to the law in effect at the time, either the lectures will take place on Webex, according to the lecture schedule, or registered lectures will be uploaded on Moodle. In the latter case, recurring question time meetings will take place on Webex during the trimester.

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Modalità di verifica dell'apprendimento

Orale

Oral.

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Attività di supporto

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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, Zanichelli

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

Apart from the last two ones, all the following textbooks are suggested in an English version:

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

M. Longair, Galaxy Formation, Springer Verlag

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

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

S. Bonometto, Cosmologia e cosmologie, Zanichelli

F. Lucchin, Introduzione alla cosmologia, Zanichelli



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Orario lezioni

GiorniOreAula
Martedì11:00 - 13:00Aula Wick Dipartimento di Fisica
Mercoledì9:00 - 11:00Aula Wick Dipartimento di Fisica
Venerdì11:00 - 13:00Aula Verde Dipartimento di Fisica

Lezioni: dal 20/04/2020 al 17/06/2020

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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.

It is suggested to have attended previously the courses of "General Relativity", "Fundamentals of Astrophysics: Stars and Milky Way", "Fundamentals of Astrophysics: Galaxies and Cosmic Structures". Complementary courses: Astroparticle Physics.

Class-taught lessons.

Attendance at the course is not mandatory, but strongly recommended.

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Ultimo aggiornamento: 10/07/2020 09:57