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a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
PHYSICS
Insegnamento
THE PHYSICAL UNIVERSE
SCP7081677, A.A. 2018/19

Informazioni valide per gli studenti immatricolati nell'A.A. 2018/19

Principali informazioni sull'insegnamento
Corso di studio Corso di laurea magistrale in
PHYSICS
SC2382, ordinamento 2017/18, A.A. 2018/19
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Curriculum PHYSICS OF THE UNIVERSE [003PD]
Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese THE PHYSICAL UNIVERSE
Sito della struttura didattica http://physics.scienze.unipd.it/2018/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

Mutuazioni
Codice Insegnamento Responsabile Corso di studio
SCP7081677 THE PHYSICAL UNIVERSE SABINO MATARRESE SC2382
SCP7081677 THE PHYSICAL UNIVERSE SABINO MATARRESE SC2382
SCP7081677 THE PHYSICAL UNIVERSE SABINO MATARRESE SC2443

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
ALTRO Altre conoscenze utili per l'inserimento nel mondo del lavoro -- 1.0
CARATTERIZZANTE Astrofisico, geofisico e spaziale FIS/05 5.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Primo semestre
Anno di corso I Anno
Modalità di erogazione frontale

Tipo ore Crediti Ore di
didattica
assistita
Ore Studio
Individuale
LEZIONE 6.0 48 102.0

Calendario
Inizio attività didattiche 01/10/2018
Fine attività didattiche 18/01/2019
Visualizza il calendario delle lezioni Lezioni 2019/20 Ord.2017

Commissioni d'esame
Commissione Dal Al Membri
3 THE PHYSICAL UNIVERSE 01/10/2019 30/11/2020 MATARRESE SABINO (Presidente)
LIGUORI MICHELE (Membro Effettivo)
BARTOLO NICOLA (Supplente)
2 THE PHYSICAL UNIVERSE 01/10/2018 30/11/2019 MATARRESE SABINO (Presidente)
LIGUORI MICHELE (Membro Effettivo)
BARTOLO NICOLA (Supplente)
1 THE PHYSICAL UNIVERSE 01/10/2017 30/11/2018 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 una 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 di riferimento 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