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CODICE 61875
ANNO ACCADEMICO 2016/2017
CFU
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/02
LINGUA Italiano
SEDE
PERIODO 1° Semestre
PROPEDEUTICITA
Propedeuticità in ingresso
Per sostenere l'esame di questo insegnamento è necessario aver sostenuto i seguenti esami:
  • FISICA 9012 (coorte 2015/2016)
  • FISICA TEORICA 61842 2015
  • METODI MATEMATICI DELLA FISICA 2 61843 2015
  • FISICA DELLA MATERIA 2 61844 2015
  • FISICA NUCLEARE, DELLE PARTICELLE E ASTROFISICA 2 61847 2015

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

Esposizione della teoria di Einstein delle interazioni gravitazionali con le sue principali conseguenzee applicazioni.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO)

This course gives an introduction to Einstein's theory of general relativity. No prior knowledge of general relativity will be assumed, and an overview of the differential geometry needed to understand the field equations and spacetime geometries will be given. Beyond this, topics covered will include black holes and gravitational waves.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali (48 h)

PROGRAMMA/CONTENUTO

•    Manifolds
    ◦    Gravity as geometry
    ◦    What is a manifold?
    ◦    Vectors again
    ◦    Tensors again
    ◦    The metric
    ◦    An expanding universe
    ◦    Causality
    ◦    Tensor densities

•    Curvature
    ◦    Overview
    ◦    Covariant derivatives
    ◦    Parallel transport and geodesics
    ◦    Properties of geodesics
    ◦    The expanding universe revisited
    ◦    The Riemann curvature tensor
    ◦    Properties of the Riemann tensor
    ◦    Symmetries and Killing vectors
    ◦    Maximally symmetric spaces
    ◦    Geodesic deviation

•    Gravitation
    ◦    Physics in curved spacetime
    ◦    Einstein’s equation
    ◦    Lagrangian formulation
    ◦    Properties of Einstein’s equation
    ◦    The cosmological constant
    ◦    Energy conditions
    ◦    The Equivalence Principle revisited
    ◦    Alternative theories

•    The Schwarzschild Solution
    ◦    The Schwarzschild metric
    ◦    Birkhoff’s theorem
    ◦    Singularities
    ◦    Geodesics of Schwarzschild
    ◦    Experimental tests
    ◦    Schwarzschild black holes
    ◦    The maximally extended Schwarzschild solution
    ◦    Stars and black holes

•    More General Black Holes
    ◦    The black hole zoo
    ◦    Event Horizons
    ◦    Killing Horizons
    ◦    Mass, charge, and spin
    ◦    Charged (Reissner-Nordström) black holes
    ◦    Rotating (Kerr) black holes
    ◦    The Penrose process and black-hole thermodynamics

•    Perturbation Theory and Gravitational Radiation
    ◦    Linearized theory and gauge transformations
    ◦    Degrees of freedom
    ◦    Newtonian fields and photon trajectories
    ◦    Gravitational wave solutions
    ◦    Production of gravitational waves
    ◦    Energy loss due to gravitational radiation
    ◦    Detection of gravitational waves

TESTI/BIBLIOGRAFIA

  • Sean M. Carroll: Spacetime and Geometry: An Introduction to General Relativity
  • James B. Hartle: Gravity: An Introduction to Einstein’s General Relativity
  • Ta-Pei Cheng: Relativity, Gravitation and Cosmology: A Basic Introduction

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

NICOLA MAGGIORE (Presidente)

NICODEMO MAGNOLI

PIERANTONIO ZANGHI'

LEZIONI

Orari delle lezioni

RELATIVITA' GENERALE

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Orale

Calendario appelli

Data appello Orario Luogo Tipologia Note
07/06/2017 09:00 GENOVA Scritto
05/07/2017 09:00 GENOVA Scritto
15/09/2017 09:00 GENOVA Scritto