Presentazione

Organizzazione della Didattica

DM270
PHYSICS ORD. 2017


6

Physics of the Universe

 

Frontali Esercizi Laboratorio Studio Individuale
ORE: 48 0 0 85

Periodo

AnnoPeriodo
I anno2 semestre

Frequenza

Facoltativa

Erogazione

Lingua

Italiano

Calendario Attività Didattiche

InizioFine
26/02/201801/06/2018

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

Le conoscenze acquisite nel corso di Istituzioni di Astrofisica e Cosmologia.

Scopo del corso e' quello di familiarizzare lo studente con i principali argomenti di ricerca della cosmologia moderna e a fornire i principali strumenti di analisi e di calcolo utilizzati in ambito cosmologico.

Lezioni frontali. Dimostrazioni al computer.

Introduzione generale • Equazioni di Friedmann dalle equazioni di Einstein per la metrica di Robertson-Walker La Radiazione Cosmica di Fondo (CMB) • Equazione di Boltzmann e ricombinazione dell’idrogeno: oltre l’equazione di Saha • Equazione di Boltzmann nell’Universo perturbato: la funzione di distribuzione dei fotoni • Trattazione dei termini di collisione • Equazione di Boltzmann per i fotoni in approssimazione lineare • Equazione di Boltzmann per la materia oscura fredda (CDM) in approssimazione lineare • Equazione di Boltzmann per i barioni in approssimazione lineare • Equazione di evoluzione per la funzione di brightness dei fotoni Θ • Equazioni di Einstein perturbate al prim’ordine (perturbazioni scalari) • Condizioni iniziali • Evoluzione su scale super-horizon • Oscillazioni acustiche e limite di tight coupling • Free-streaming – ruolo della visibility function • Cenni sull’evoluzione dei potenziali gravitazionali e Silk damping • Espressione per i multipoli dell’anisotropia in temperatura Θl • Spettro angolare dell’anisotropia in temperatura ed effetto Sachs-Wolfe su grande scala • Piccole scale angolari: picchi acustici (cenni sul ruolo dei dei parametri cosmologici) L’instabilità gravitazionale • Instabilità gravitazionale nell’Universo in espansione • Equazioni di Boltzamann per un sistema di particelle non collisionali e il limite di fluido • Approssimazione di Zel’dovich • Approssimazione dell’Adesione. • Soluzione dell'equazione di Burgers 3D. Metodi statistici in cosmologia • Ipotesi ergodica e di “fair sample” • Funzioni di correlazione a N-punti • Spettro di potenza e teorema di Wiener-Khintchine • Metodi di filtraggio • Up-crossing regions e picchi del campo di densita' • Campi random Gaussiani e non-Gaussiani * Approccio a path-integral alle perturbazioni cosmologiche

L'esame puo' essere svolto con due differenti modalita'. 1. Esame orale tradizionale sugli argomenti fondamentali trattati nel corso. 2. (solo per gli stuendti che abbiano frequentato il corso) Tesina scritta su un argomento trattato nel corso e concordato con il docente. La tesina dovra' contenere una trattazione approfondita dell'argomento scelto, basata sullo studio di articoli di review e/o capitoli di libri. Il contenuto della tesina, che verra' poi esposto durante un colloquio con il docente, dovra' altresi provare l'acquisizione da parte dello studente della conoscenza dei principali argomenti trattati a lezione.

Capacita' di elaborazione autonoma del materiale trattato a lezione.

Dodelson, S., Modern Cosmology. Amsterdam: Academic Press, 2003 Coles P. and Lucchin F., Cosmology: The Origin and Evolution of Cosmic Structure. Chichester: Wiley and Sons, 2001

Appunti del docente sulla quasi totalita' degli argomenti trattati.