PRESENTAZIONE

L'insegnamento si concentra sulla derivazione fenomenologica del Modello Cosmologico Standard, utilizzando osservazioni critiche e concetti di fisica classica e moderna. L'obiettivo è fornire agli studenti una base solida per comprendere l'universo su larga scala e per intraprendere una carriera nelle discipline legate alla fisica dello spazio. Il corso fornisce anche una conoscenza generale dei fenomeni cosmologici e dei metodi utilizzati, adatto anche a studenti interessati ad altri settori della fisica.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L'insegnamento si propone di discutere le principali osservazioni che hanno portato alla formulazione del Modello Cosmologico Standard sottolineandone gli aspetti critici ed il loro impatto sulla fisica delle particelle elementari e sulle teorie di gravita'.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Durante il corso, gli studenti svilupperanno conoscenze riguardanti le osservazioni astronomiche più rilevanti per la cosmologia. Queste includono la luminosità superficiale del cielo notturno, la velocità di recessione delle galassie, il fondo cosmico a microonde e le sue anisotropie, il fondo gamma, gli spettri ottici dei quasar distanti, la radiazione a 21 cm, l'emissione in banda X dai gruppi di galassie, le supernovae di tipo Ia, la distribuzione spaziale delle galassie nell'universo, le loro velocità peculiari e le varie manifestazioni dell'effetto di lente gravitazionale.

Parallelamente, gli studenti acquisiranno i concetti necessari che, combinati in un quadro coerente, permetteranno di elaborare il Modello Cosmologico Standard. Ciò include le equazioni di Friedmann, le equazioni di stato dei fluidi, l'energia e la curvatura, il redshift cosmologico, i modelli dell'universo, la teoria del Big Bang, la materia oscura, la costante cosmologica, la storia termica, l'equivalenza, il disaccoppiamento, la ricombinazione, la reionizzazione, la nucleosintesi cosmologica, l'inflazione cosmica, l'instabilità gravitazionale, gli strumenti di analisi statistica della struttura a grande scala e il bias delle galassie.

Alla fine del corso, i concetti elaborati verranno utilizzati per discutere una pubblicazione recente su uno dei temi di ricerca di punta in cosmologia.

PREREQUISITI

Non sono necessari pre-requisiti per questo insegnamento.. Si consiglia tuttavia di aver seguito il corso di "Introduzione all'Astrofisica e all Cosmologia" durante il corso di Laurea Triennale.

MODALITA' DIDATTICHE

Lezioni frontali con utilizzo di slide e materiale fornito tramite AulaWeb.

PROGRAMMA/CONTENUTO

• Paradosso di Olbers e geometria dello spazio-tempo.
• Legge di Hubble e omogeneità dell'universo. Fondo cosmico di microonde e isotropia.
• Principio cosmologico e metrica di Friedmann-Robertson-Walker.
• Redshift cosmologico e soluzione del paradosso di Olbers.
• Equazioni di Friedmann, equazione dei fluidi e epoche di equivalenza.
• Modelli cosmologici: piatti, curvi e il concetto del Big Bang.
• Costante cosmologica e materia oscura.
• Paradossi e inflazione cosmologica.
• Nucleosintesi primordiale e ricombinazione.
• Instabilità gravitazionale e teoria perturbativa.
• Evoluzione delle strutture cosmiche.
• Statistica del campo di densità di materia nell'universo e spettro di potenza.
• Anisotropie del fondo cosmico.
• Distribuzione spaziale delle galassie.
• Lenti gravitazionali: micro-lensing, strong-lensing e weak lensing.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

• P. Coles, F. Lucchin. Cosmology. Wiley.S. Carroll. Spacetime and Geometry. Cambridge University Press.
• M. Longair. Galaxy Evolution. Springer.
• Liddle. An Introduction to cosmological inflation:https://arxiv.org/pdf/astro-ph/9901124.pdf
• E. Kolb, M. Turner. The Early Universe. CRC Press.
• M. Tegmark. “Doppler peaks and all that….”  https://arxiv.org/pdf/astro-ph/9511148.pdf
• M. Roos. Dark Matter: The evidence from astronomy,
  astrophysics and cosmology. https://arxiv.org/pdf/1001.0316.pdf
• R. Narayan, M. Bartelmann. Lectures on Gravitational Lensing. https://arxiv.org/pdf/astro-ph/9606001.pdf

DOCENTI E COMMISSIONI

LEZIONI

INIZIO LEZIONI

Dal 23 settembre 2024 secondo l'orario riportato qui 

Orari delle lezioni

L'orario di questo insegnamento è consultabile all'indirizzo: Portale EasyAcademy

ESAMI

MODALITA' D'ESAME

Esame orale standard alla lavagna, con due domande a scelta dello studente.

Per gli studenti con disabilità o con DSA si rimanda alla sezione Altre Informazioni.

MODALITA' DI ACCERTAMENTO

L'esame consiste in una prova orale che include domande da parte della commissione su due argomenti a scelta degli studenti.

In media per ogni studente l'esame dura circa 40 minuti. Le domande sono volte ad accertare il grado di conoscenza e padronanza degli argomenti sviluppati dagli studenti, oltre che la chiarezza espositiva e la proprietà del linguaggio della disciplina, in modo da elaborare la valutazione finale.

ALTRE INFORMAZIONI

Si ricorda alle studentesse e agli studenti con disabilità o con disturbi specifici dell'apprendimento (DSA) che per poter richiedere adattamenti in sede d'esame occorre prima inserire la certificazione sul sito web di Ateneo alla pagina servizionline.unige.it nella sezione “Studenti”. La documentazione sarà verificata dal Settore servizi per l’inclusione degli studenti con disabilità e con DSA dell’Ateneo, come indicato sul sito federato al link: FISICA 9012 | Studenti con disabilità e/o DSA | UniGe | Università di Genova | Corsi di Studio UniGe

Successivamente, con significativo anticipo (almeno 10 giorni) rispetto alla data di esame occorre inviare una e-mail al/alla docente con cui si sosterrà la prova di esame, inserendo in copia conoscenza sia il docente Referente di Scuola per l'inclusione degli studenti con disabilità e con DSA (sergio.didomizio@unige.it) sia il Settore sopra indicato. Nella e-mail occorre specificare:

•            la denominazione dell’insegnamento

•            la data dell'appello

•            il cognome, nome e numero di matricola dello studente

•            gli strumenti compensativi e le misure dispensative ritenuti funzionali e richiesti.

Il/la referente confermerà al/alla docente che il/la richiedente ha diritto a fare richiesta di adattamenti in sede d'esame e che tali adattamenti devono essere concordati con il/la docente. Il/la docente risponderà comunicando se sia possibile utilizzare gli adattamenti richiesti.

Le richieste devono essere inviate almeno 10 giorni prima della data dell’appello al fine di consentire al/alla docente di valutarne il contenuto. In particolare, nel caso in cui si intenda usufruire di mappe concettuali per l’esame (che devono essere molto più sintetiche rispetto alle mappe usate per lo studio) se l’invio non rispetta i tempi previsti non vi sarà il tempo tecnico necessario per apportare eventuali modifiche.

Per ulteriori informazioni in merito alla richiesta di servizi e adattamenti consultare il documento: Linee guida per la richiesta di servizi, di strumenti compensativi e/o di misure dispensative e di ausili specifici