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FONDAMENTI DI ASTROFISICA E COSMOLOGIA

CODICE 61874
ANNO ACCADEMICO 2021/2022
CFU 6 cfu al 1° anno di 9012 FISICA (LM-17) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE FIS/01
LINGUA Italiano
SEDE GENOVA (FISICA)
PERIODO 2° Semestre
PROPEDEUTICITA
Propedeuticità in ingresso
Per sostenere l’esame di questo insegnamento è necessario aver sostenuto i seguenti esami:
  • FISICA 9012 (coorte 2020/2021)
  • FISICA NUCLEARE, DELLE PARTICELLE E ASTROFISICA 2 61847
  • FISICA TEORICA 61842
  • FISICA DELLA MATERIA 2 61844
  • FISICA 9012 (coorte 2021/2022)
  • FISICA NUCLEARE, DELLE PARTICELLE E ASTROFISICA 2 61847
  • FISICA TEORICA 61842
  • FISICA DELLA MATERIA 2 61844
MATERIALE DIDATTICO AULAWEB

PRESENTAZIONE

L'insegnamento si propone di fornire una introduzione fenomenologica alle moderne astrofisica e cosmologia in particolare mostrando l'applicazione al contesto dei fenomeni del cosmo di diverse branche della fisica classica e moderna, in modo da costituire una base solida per gli studenti interessati ad una carriera in queste discipline, e al contempo fornire una conoscenza dei fenomeni e dei metodi per studenti interessati a proseguire in altri settori della fisica.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si propone di fornire i fondamenti dell’Astrofisica e della Cosmologia con particolare attenzione alla loro connessione con la fisica delle particelle elementari e la fisica nucleare, sia sperimentale sia teorica.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Alla fine del corso lo studente avrà conoscenze riguardanti: sistemi di unità di misura ed osservabili in uso; meccanismi di produzione di onde elettromagnetiche di diverse energie in fenomeni astrofisici; interazione e propagazione di fotoni nel cosmo e la loro rivelazione (con cenni ad altri messaggeri); elementi di astronomia osservativa; fisica stellare (equilibrio e varie fasi dell'evoluzione stellare, sistemi multipli); sistemi planetari; mezzo interstellare, astrofisica extra-galattica;  elementi di relatività generale e cosmologia per la descrizione dell'evoluzione dell'universo su grande scala. Lo studente acquisirà la comprensione dei diversi fenomeni astrofisici applicando le conoscenze delle varie branche della fisica classica e moderna (meccanica classica, termodinamica, elettromagnetismo, ottica, relatività, meccanica quantistica, fisica statistica, fisica nucleare, fisica delle particelle) e sarà edotto sulle linee di ricerca di punta della moderna astrofisica e cosmologia.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali con utilizzo di lavagna e slide, fornite in anticipo. Vengono forniti anche brevi riassunti di ogni lezione per facilitare il ripasso

PROGRAMMA/CONTENUTO

  • Alcuni richiami dai corsi obbligatori
  • Osservabili e unità di misura di interesse astrofisico/cosmologico. Trasporto radiativo. Meccanismi di emissione di radiazione elettromagnetica da sorgenti astrofisiche e loro rivelazione (cenni a strumentazione e oggetti più rilevanti osservabili nelle varie bande)
  • Dinamica stellare e galattica
    • Condizioni equilibrio stelle nelle varie fasi evolutive
    • Sistemi stellari
    • Sistemi planetari
    • Mezzo interstellare
    • Tipologie e strutture galassie
    • Materia oscura
    • Galassie attive e buchi neri super massicci
  • L’universo su grande scala
    • Introduzione alla relatività generale
    • Scenari evolutivi dell'universo
    • Storia termica dell'universo: la radiazione cosmica di fondo
    • Energia oscura
  • Per finire il corso, se possibile: attività (facoltativa) con un telescopio ottico
    • Pianificazione di una campagna osservativa per uno degli oggetti studiati durante il corso ed eventuale acquisizione dei dati

TESTI/BIBLIOGRAFIA

  1. Astrofisica in generale: "Astrophysics for Physicists" di Arnab Rai Choudhuri"; "Invitation to Astrophysics" di T. Padmanabhan
  2. Cosmologia: "Modern Cosmology" di S. Dodelson
  3. Per approfondimenti sulla strumentazione: "Measuring the Universe: A Multiwavelength Perspective" di G.H. Rieke

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

SILVANO TOSI (Presidente)

CARLA BIGGIO

MARCO PALLAVICINI

ALESSANDRO PETROLINI

MARCO RAVERI

FLAVIO GATTI (Presidente Supplente)

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

II semestre 2020-2021

Orari delle lezioni

L'orario di tutti gli insegnamenti è consultabile su EasyAcademy.

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Vengono proposte due tipologie di esame:

  1. modalità tradizionale: esame orale standard (una domanda a scelta dello studente ed una domanda da parte della commissione)
  2. modalità progetto: a gruppi, gli studenti predispongono un approfondimento su un particolare fenomeno studiato durante il corso, eventualmente immaginando di progettarne una campagna osservativa (fornendo una descrizione del fenomeno fisico, stato della conoscenza attuale sul fenomeno, localizzazione in cielo di un oggetto specifico, determinazione del flusso di fotoni, determinazione della strumentazione necessaria). L'esame consiste nella descrizione del progetto. Facoltativo: per oggetti nell'ottico, si può realizzare una misura con il telescopio dell'Osservatorio dell'Antola (non necessario ai fini dell'esame)

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame consiste in una prova orale che include domande da parte della commissione sugli argomenti del corso (per la modalità orale tradizionale) e domande di approfondimento sul progetto (per la modalità a progetto).

In media per ogni studente l'esame dura circa 30 minuti. Per la modalità a progetto in gruppo, ogni studente ne espone una parte. Le domande sono volte ad accertare il grado di conoscenza e padronanza degli argomenti sviluppati dagli studenti, oltre che la chiarezza espositiva, in modo da elaborare la valutazione finale.