- Oggetto:
- Oggetto:
Cosmologia
- Oggetto:
Cosmology
- Oggetto:
Anno accademico 2021/2022
- 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
- Primo semestre
- 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
-
- 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.
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
Per l'a.a. corrente le lezioni saranno in presenza e contemporaneamente trasmesse in streaming sulla pagina
https://unito.webex.com/meet/antonaldo.diaferio
Le lezioni registrate dello scorso a.a. sono disponibili sulla piattaforma Moodle.
During this academic year, the course will be taught in classroom and, at the same time, in streaming at the address
https://unito.webex.com/meet/antonaldo.diaferio
The recorded lectures of the last academic year are available on moodle.
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
Orale. L'esame comincia con un argomento a scelta dello/a studente/ssa da illustrare tassativamente in 10 minuti. Seguono domande sugli argomenti trattati a lezione.
Oral. The candidate first illustrates an argument of the course of her/his choice in strictly 10 minutes. Questions on the other arguments of the course follow.
- Oggetto:
Attività di supporto
- Oggetto:
Programma
Modelli cosmologici
-
Proprieta' osservate dell'Universo; legge di Hubble; scala delle distanze; densita' dell'Universo.
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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.
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Transizioni di fase, inflazione, era leptonica e nucleosintesi cosmologica.
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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. AstropyW. 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
- Oggetto:
Orario lezioni
Giorni Ore Aula Lunedì 11:00 - 13:00 Aula Informatica F Dipartimento di Fisica Mercoledì 9:00 - 11:00 Aula Informatica F Dipartimento di Fisica Lezioni: dal 27/09/2021 al 12/01/2022
- Oggetto:
Note
Propedeuticità fortemente consigliate: Relatività generale, Fondamenti di astrofisica: stelle e Via Lattea, Fondamenti di astrofisica: galassie e strutture cosmiche. Corsi complementari: Fisica astroparticellare.
Per gli studenti della LM in Fisica, curriculum Astrofisica, il corso e' consigliato per il II anno.
Lezioni frontali.
Frequenza non obbligatoria, ma fortemente consigliata.
It is strongly recommended to previously attend the courses of "General Relativity", "Fundamentals of Astrophysics: Stars and the Milky Way", "Fundamentals of Astrophysics: Galaxies and Cosmic Structures". Complementary courses: Astroparticle Physics.
For the students of the LM in Physics, curriculum Astrophyisics, the course is recommended for the second year.
Class-taught lessons.
Attendance at the course is not mandatory, but strongly recommended.
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