OBSERVATIONAL COSMOLOGY
Anno accademico e docente
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- English course description
- Anno accademico
- 2022/2023
- Docente
- PIERO ROSATI
- Crediti formativi
- 6
- Periodo didattico
- Secondo Semestre
- SSD
- FIS/05
Obiettivi formativi
- Lo scopo di questo corso e' fornire la conoscenza di base della cosmologia osservativa moderna. Verra' studiato il modello standard della cosmologia insieme a una lunga serie di evidenze osservative che lo supportano, ma anche le questioni di fisica fondamentale che rimangono aperte. Verranno illustrate le tecniche e metodologie osservative a diverse lunghezze d'onda per lo studio della formazioni di strutture e la misura dei parametri cosmologici.
Con tali conoscenze, lo studente deve essere in grado di comprendere la letteratura non specialistica in cosmologia, la scala delle distanze, di tempi ed energie e masse dell'universo. Prerequisiti
- Conoscenze di meccanica, termodinamica, ed elettromagnetismo del biennio. Fondamenti di relativita' e meccanica quantistica. Padronanza con calcolo integrale e differenziale, conoscenza di tecniche di analaisi di Fourier.
Contenuti del corso
- Il corso prevede 54 ore di didattica.
Introduzione alla Cosmologia
- Cenni storici: prima e dopo Hubble, espansione dell’Universo, diagramma di Hubble
- Scale spazio-temprale dell’Universo. Dalla Via Lattea alle galassie più’ lontane, dalle stelle alle strutture più’ grandi
- Come misurare distanze in Astrofisica: la scala delle distanze
Il modello cosmologico standard
- Universo in espansione: modelle Newtoniano e generalizzazione alla Relativita’ Generale (cenni): modelli di FRW e Lamaitre. Relazione distanza-redshif-tempo cosmico. La costante cosmologica.
- Test classici della teoria del Big Bang: nucleosintesi primordiale, fondo a micro-onde, struttura a larga scala
- Breve storia di evoluzione dell’Universo: primi minuti, recombinazione, reionizzazione, formazione di strutture
- Evidenza di materia oscura ed energia oscura, il contenuto di massa energia dell’Universo
Il confine tra Astrofisica e Cosmologia
- Metodi e mezzi osservativi (dal Radio all’X)
- Strutture cosmiche: galassie, gruppi ed ammassi
- Cenni alle basi teoriche ed osservative della formazione ed evoluzione delle galassie
- Accrescimento su buchi neri massicci, quasars, AGN. Co-evoluzione galassie-buchi neri massicci.
Metodi moderni della Cosmologia:
- Misura dei parametri cosmologici con metodi geometrici e di crescita delle strutture. Spettro di potenza delle perturbazioni di densità'.
- Progetti e missioni passate e future
- Questioni aperte in cosmologia e fisica fondamentale. Metodi didattici
- Lezioni teoriche e risoluzioni di problemi, coadiuvate da slides.
Modalità di verifica dell'apprendimento
- Lo scopo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di comprensione e approfondimento degli argomenti esposti durante il corso. L'esame orale consiste di due o tre domande su aspetti fondamentali trattati nel corso, con approfondimento di un argomento a scelta dallo studente tra quelli trattati non in dettaglio nel corso, che deve essere presentato oralmente, ed opzionalmente in forma scritta. L'esposizione dell'argomento di approfondimento permette di valutare le capacita' dello studente a ricercare la letteratura rilevante, saper organizzare l'esposizione, e capire gli aspetti piu' importanti di una problematica astrofisica.
Testi di riferimento
- Materiale on-line su pagina web del corso (slides, referenze, articoli di review).
Capitoli selezionati da:
P. Schneider "Extragalctic Astronomy and Cosmology"
S. Serjeant: "Observational Comology"
M. Longair: High-energy Astrophysics
M. Longair: Galaxy Formation (edizione 1998 o 2008)
