Insegnamento
ISTITUZIONI DI ASTROFISICA E COSMOLOGIA
SCN1037715, A.A. 2015/16

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
FISICA
SC1171, ordinamento 2014/15, A.A. 2015/16
1133991
Curriculum Percorso Comune
Crediti formativi 6.0
Denominazione inglese FUNDAMENTALS OF ASTROPHYSICS AND COSMOLOGY
Sito della struttura didattica http://fisica.scienze.unipd.it/2015/laurea_magistrale
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"
Obbligo di frequenza No
Lingua di erogazione ITALIANO
Sede PADOVA

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 Primo 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 01/10/2015
Fine attività didattiche 28/01/2016
Orario della didattica Visualizza calendario delle lezioni
Giorno Ora Aula Edificio

Orario non definito


Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
6 Istituzioni di Astr 01/10/2017 30/11/2018 MATARRESE SABINO (Presidente)
LIGUORI MICHELE (Membro Effettivo)
BARTOLO NICOLA (Supplente)
5 Istituzioni di Astr 01/10/2016 30/09/2017 MATARRESE SABINO (Presidente)
LIGUORI MICHELE (Membro Effettivo)
BARTOLO NICOLA (Supplente)
4 Istituzioni di Astrofisica e Cosmologia 01/10/2015 30/09/2016 MATARRESE SABINO (Presidente)
LIGUORI MICHELE (Membro Effettivo)
BARTOLO NICOLA (Supplente)

Syllabus
Prerequisiti: Si richiede la conscenza dei concetti fondamentali di meccanica quantistica e di relativita' ristretta.
Conoscenze e abilita' da acquisire: 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.
Modalita' di esame: Esame orale.
Criteri di valutazione: 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.
Contenuti: 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. Radiazione Cosmica alle Microonde.
• Definizione generale di "disaccoppiamento".

Materia oscura: proprietà generali

• Equazione di Boltzmann in cosmologia e relitti cosmici.
• Materia oscura calda e fredda: definizione, calcolo dell'abbondanza attuale e proprietà generali in cosmologia.

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.
• La funzione di massa delle strutture cosmiche: teoria di Press & Schechter.
• Contrazione di una protostella
• Formazione stellare e gas degenere di elettroni.
• Il Sole: proprietà generali, diffusione radiativa, fusione termonucleare.
• Nucleosintesi stellare
• Cicli stellari.
* Elementi di struttura stellare. Massa minima e massima per uan stella.
• Fasi finali dell’evoluzione stellare: nane bianche, stelle di neutroni, buchi neri.
• Diagramma di Hertzsprung-Russell.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni frontali.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: 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.
Testi di riferimento:
  • Coles, P. and Lucchin, F., Cosmology, The Origin and Evolution of Cosmic Structure. Chichester: Wiley and Sons., 2002. Testo avanzato da considerarsi in alternativa al Lucchin per la parte di cosmologia. Cerca nel catalogo
  • Phillips, A.C., The Physics of Stars. Chichester: Wiley and Sons., 1994. Testo di riferimento per la parte di astrofisica stellare Cerca nel catalogo
  • Kolb, E.W. and Turner, M.S., The Early Universe. Redwood City,: Addison-Wesley, 1990. Testo consigliato per alcuni argomenti specifici Cerca nel catalogo
  • Lucchin, F., Introduzione alla Cosmologia. Bologna: Zanichelli, 1998. Testo di base per la parte introduttiva di cosmologia Cerca nel catalogo