Corsi di Laurea Corsi di Laurea Magistrale Corsi di Laurea Magistrale
a Ciclo Unico
Scuola di Scienze
ASTRONOMIA
Insegnamento
ASTROFISICA TEORICA (MOD. B)
SCP4067981, 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
ASTRONOMIA
SC1173, ordinamento 2010/11, A.A. 2017/18
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Curriculum ASTRONOMIA [001PD]
Crediti formativi 6.0
Tipo di valutazione Voto
Denominazione inglese THEORETICAL ASTROPHYSICS (MOD. B)
Sito della struttura didattica http://astronomia.scienze.unipd.it/2017/laurea_magistrale
Dipartimento di riferimento Dipartimento di Fisica e Astronomia "Galileo Galilei"
Obbligo di frequenza
Lingua di erogazione INGLESE, ITALIANO
Sede PADOVA

Docenti
Responsabile ALBERTO FRANCESCHINI FIS/05

Corso integrato di appartenenza
Codice Insegnamento Responsabile
SCP4067979 ASTROFISICA TEORICA ALBERTO FRANCESCHINI

Mutuazioni
Codice Insegnamento Responsabile Corso di studio
SCN1035989 COSMOLOGY ALBERTO FRANCESCHINI SC1173

Dettaglio crediti formativi
Tipologia Ambito Disciplinare Settore Scientifico-Disciplinare Crediti
CARATTERIZZANTE Astronomico-teorico FIS/05 6.0

Organizzazione dell'insegnamento
Periodo di erogazione Annuale
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 02/10/2017
Fine attività didattiche 15/06/2018

Commissioni d'esame
Nessuna commissione d'esame definita

Syllabus

Caratteristiche comuni al Corso Integrato

Prerequisiti: Tutti i contenuti del Corso di Laurea in Astronomia e degli insegnamenti fondamentali del primo anno del Corso di Laurea Magistrale in Astronomia.
Conoscenze e abilita' da acquisire: Conoscenze estese di astrofisica stellare, astrofisica extragalattica e cosmologia.
Modalita' di esame: Esame orale sugli argomenti trattati a lezione.
Criteri di valutazione: Conoscenza critica degli argomenti del programma, rigore della esposizione, capacità di ragionamento e di comprensione delle connessioni tra i vari argomenti trattati.

Caratteristiche proprie del modulo

Contenuti: 1) Evidenze sulla struttura su grande scala dell'universo: Proprietà generali e strutturali dell’universo. Distribuzione su grande scala delle galassie. Funzioni di correlazione angolari e spaziali. Correlazioni di ordine due e superiore. Relazione di Limber. Power-spectrum delle strutture cosmiche. Relazioni tra power-spectrum e ξ(r). Osservazioni della struttura su grande scala. Spettro iniziale delle perturbazioni. Mapping 3D di galassie e nuclei attivi. Altre statistiche. Counts-in-cells. Cenni alla struttura frattale e topologica dell’universo.

2) Deviazioni da omogeneità e isotropia nella metrica Robertson-Walker. Effetti del lensing gravitazionale e sue applicazioni. Risultato newtoniano e correzione relativistica. Potenziali della lente. Lente puntiforme e distribuzioni sferiche isoterme. Raggio di Einstein. Sezioni d’urto di lensing. Effetto del lensing sui ritardi temporali. Caustiche. Osservazioni del lensing gravitazionale ed applicazioni cosmologiche. Stima delle masse degli ammassi di galassie. Stima della costante H0. Effetti della costante cosmologica L nelle statistiche del lensing.

3) Evoluzione cosmologica di perturbazioni nel fluido cosmico: Equazioni generali in un universo statico e in uno in espansione. Evoluzione in un universo dominato dalla materia. Hubble drag. Relazione tra perturbazioni e campi di velocità. Vincoli sui parametri cosmologici dallo studio dei moti su grande scala.

4) Struttura generale dell’universo: Moti peculiari di galassie e strutture. La legge di Hubble, determinazione delle distanze cosmiche. Deviazioni dalla legge di Hubble, velocità peculiari nel cosmo. Informazioni sulla struttura dal campo di velocità. Origine dei moti su grande e piccola scala.

5) Breve storia termica dell’universo: Contenuto di materia e radiazione nell'universo. Densità di energia. Universi dominati dalla radiazione. Epoche della ricombinazione e dell'equivalenza. Tempi scala dell'evoluzione cosmica. Entropia cosmica per barione. Nucleosintesi primordiale

6) Radiazione cosmica nelle microonde (CMB): Scoperta della CMB. Osservazioni da terra e dallo spazio. COBE e WMAP. Origine della CMB. Proprietà spaziali, isotropia della CMB. Strutturazione angolare della radiazione. Origine delle fluttuazioni d’intensità. Processi fisici operanti sulle grandi scale. Fluttuazioni sulle scale angolari intermedie. Contributi di sorgenti alle anisotropie sulle piccole scale (effetto Sunyaev-Zeldovich, sorgenti cosmiche). Vincoli dalla CMB sui parametri cosmologici. Spettro della CMB. Proprietà spettrali, distorsioni spettrali. Effetto Sunyaev-Zeldovich da plasmi caldi. Limiti osservativi alle distorsioni spettrali e loro implicazioni.

7) Universo primordiale: Big Bang, transizioni di fase, inflazione. Il problema degli orizzonti cosmici. Propagazione dell’informazione e visibilità dell’universo. Singolarità del Big Bang. Tempo di Planck. Il problema della quantizzazione della gravità. Cenni al modello standard delle particelle elementari. Interazioni fondamentali. Transizioni di fase in cosmologia. L’epoca delle transizioni di fase.
Problemi del modello standard Big Bang. Problema della costante cosmologica. Problema dell’orizzonte. Problema della piattezza. Inflazione cosmica e sue soluzioni dei problemi. Cenno al Principio Antropico.

8) Origine ed evoluzione della struttura su grande scala. Spettro di potenza primordiale. Componenti di materia oscura, calda e fredda. Scale e masse dell'orizzonte. Spettro invariante in scala. Free-streaming della materia oscura. Stagnazione. Funzione di trasmissione nel regime lineare. Evoluzione non lineare. Teoria di Press-Schecter.
Attivita' di apprendimento previste e metodologie di insegnamento: Lezioni frontali ed esercitazioni.
Eventuali indicazioni sui materiali di studio: Dispense del docente e testi di riferimento. Le dispense saranno consegnate all'inizio dell'insegnamento.
Testi di riferimento:
  • M. Longair, Galaxy Formation. --: Springer, 2006. Cerca nel catalogo
  • P. Schneider, Extragalactic Astronomy and Cosmology. --: Springer, 2006. Cerca nel catalogo
  • J. Peacock, Cosmological physics. Cambridge: Cambridge Astrophysics, 2002. Cerca nel catalogo