Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
FISICA ORD. 2014

Istituzioni di Astrofisica e Cosmologia

6

Corsi comuni

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 48 0 0 85

Periodo

AnnoPeriodo
I anno1 semestre

Frequenza

Facoltativa

Erogazione

Convenzionale

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
01/10/201424/01/2015

Tipologia

TipologiaAmbitoSSDCFU
caratterizzanteAstrofisico, geofisico e spazialeFIS/056


Responsabile Insegnamento

ResponsabileSSDStruttura
Prof. MATARRESE SABINOFIS/05Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"

Altri Docenti

Non previsti

Attività di Supporto alla Didattica

Non previste

Bollettino

Si richiede la conscenza dei concetti fondamentali di meccanica quantistica e di relativita' ristretta.

La capacita' di affrontare una classe di fenomeni fisici e astronimici la cui comoprensione richiede un approccio basato strumenti largamente interdisciplinari. La capacita' di passare dalla formulazione astratta di alcuni principi fisici acquisiti nei corsi fondamentali del triennio e di strumenti matematici alla loro applicazione in un contesto per molti aspetti diverso da quello dei corsi di base.

Lezioni frontali.

Concetti di base della Cosmologia • Componenti principali dell'Universo. Evidenza osservativa della presenza di materia oscura ed energia oscura. • Universo in espansione e Principio Cosmologico. • Elemento di linea di Robertson-Walker. Proprietà geometriche. • Costante di Hubble e parametro di decelerazione. • Definizioni di distanza in Cosmologia; redshift e legge di Hubble. • Deduzione Newtoniana delle equazioni di Friedmann. • Modelli di Friedmann. • La costante cosmologica: soluzione statica di Einstein e modello di de Sitter. • Soluzioni per il caso piatto e per Universi con curvatura non nulla. Storia termica e Universo primordiale • Densità numerica, densità di energia e pressione per un sistema di particelle in equilibrio termodinamico. • Conservazione dell'entropia in un volume comovente. • Relazione temperatura-tempo in epoche primordiali. • Problemi del modello standard: orizzonte, piattezza, etc.. • "Inflazione" nell'Universo primordiale. Soluzione del problema dell’orizzonte e della piattezza. • Asimmetria barionica. Bariogenesi (cenni). • La ricombinazione dell'idrogeno: equazione di Saha. Disaccoppiamento della radiazione. • Definizione generale di "disaccoppiamento". Materia oscura: proprietà generali • Equazione di Boltzmann in cosmologia e relitti cosmici. • Materia oscura calda e fredda: definizione e proprietà generali. Elementi di astrofisica stellare • Nucleosintesi primordiale degli elementi leggeri. • Contrazione gravitazionale e condizioni per l’equilibrio idrostatico • Indice adiabatico ed equilibrio. • Condizioni per il collasso gravitazionale • Teoria di Jeans dell’instabilità gravitazionale • Teoria lineare delle perturbazioni nell’Universo in espansione (cenni) • Collasso sferico di una protostruttura cosmica (cenni) • La funzione di massa delle strutture cosmiche: teoria di Press & Schechter (cenni) • Contrazione di una protostella • Formazione stellare e gas degenere di elettroni. • Il sole: proprietà generali, diffusione radiativa, fusione termonucleare. • Nucleosintesi stellare • Cicli stellari. • Fasi finali dell’evoluzione stellare: nane bianche, stelle di neutroni, buchi neri (cenni) • Diagramma di Hertzsprung - Russell.

Esame orale

L'esame orale mira a sondare la capacita' dello studente di elaborare in modo autonomo le varie problematiche affrontate nel corso, partendo da alcuni concetti fondamentali.

Phillips, A.C., The Phsyics of Stars. Chichester: Wiley and Sons., 1994 Lucchin, F., Introduzione alla Cosmologia. Bologna: Zanichelli, 1998 Coles, P. and Lucchin, F., Cosmology, The Origin and Evolution of Cosmic Structure. Chichester: Wiley and Sons., 2002 Kolb, E.W. and Turner, M.S., The Early Universe. Redwood City,: Addison-Wesley, 1990

Le parti rilevanti per il corso dei testi di riferimento verranno indicate a lezione (e sono deducibili dagli argomenti del programma). Saranno anche forniti appunti del docente su molti argomenti.