Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
PHYSICS
Insegnamento
COSMOLOGY
SCN1035989, A.A. 2017/18

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2017/18

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
PHYSICS
SC2382, ordinamento 2017/18, A.A. 2017/18
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Curriculum PHYSICS OF THE UNIVERSE [003PD]
Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese COSMOLOGY
Sito della struttura didattica http://fisica.scienze.unipd.it/2017/laurea_magistrale
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione INGLESE
Sede PADOVA
Corso singolo È possibile iscriversi all'insegnamento come corso singolo
Corso a libera scelta È possibile utilizzare l'insegnamento come corso a libera scelta

Docenti
Responsabile SABINO MATARRESE FIS/05

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Astrofisico, geofisico e spaziale FIS/05 6.0

Modalità di erogazione
Periodo di erogazione Secondo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Organizzazione della didattica
Tipo ore Crediti Ore di
Corso
Ore Studio
Individuale
Turni
LEZIONE 6.0 48 102.0 Nessun turno

Calendario
Inizio attività didattiche 26/02/2018
Fine attività didattiche 01/06/2018

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
1 COSMOLOGY 01/10/2017 30/11/2018 MATARRESE SABINO (Presidente)
BARTOLO NICOLA (Membro Effettivo)
TUROLLA ROBERTO (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Le conoscenze acquisite nel corso di Istituzioni di Astrofisica e Cosmologia.
Conoscenze e abilita' da acquisire: 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.
Modalita' di esame: 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.
Criteri di valutazione: Capacita' di elaborazione autonoma del materiale trattato a lezione.
Contenuti: 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
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni frontali. Dimostrazioni al computer.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Appunti del docente sulla quasi totalita' degli argomenti trattati.
Testi di riferimento:
  • Dodelson, S., Modern Cosmology. Amsterdam: Academic Press, 2003. Cerca nel catalogo
  • Coles P. and Lucchin F., Cosmology: The Origin and Evolution of Cosmic Structure. Chichester: Wiley and Sons, 2001. Cerca nel catalogo