CFU
6
Durata
14 Settimane
Semestre DD
Primo
- Introduzione al corso e review delle equazioni di Friedmann (2 ore)
- Inflazione cosmica (4 ore)
- Modello del Big Bang caldo (4 ore)
- Scenario dell'instabilità gravitazionale per la formazione delle strutture in relatività generale e in approccio newtoniano (10 ore)
- Funzione di correlazione e spettro di potenza delle fluttuazioni di densità. La formazione biased delle galassie. Statistica gaussiana e condizioni iniziali (6 ore)
- Evoluzione dello spettro di potenza in diversi modelli cosmologici (12 ore)
- Redshift surveys ed oscillazioni acustiche dei barioni. Osservazioni presenti e future. Risultati attesi da Euclid (4 ore)
- Introduzione alla fisica delle anisotropie della radiazione cosmica di fondo a microonde. Osservazioni presenti e future (Planck, Simons Observatory e LiteBIRD) (6 ore)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso è volto a fornire una preparazione specialistica ed avanzata della cosmologia moderna. Ciò comprende una buona conoscenza dei modelli cosmologici dominati dalla materia oscura e dall'energia oscura, dell'inflazione cosmica, delle moderne teorie di formazione ed evoluzione della struttura su grande scala dell'universo. Particolare attenzione verrà rivolta alla comprensione dei meccanismi fisici e degli strumenti statistici necessari all'interpretazione dei principali risultati osservativi, quali quelli relativi alla distrubuzione di galassie su grande scala e alle anisotropie della radiazione cosmica di fondo a microonde (CMB).
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Il corso offre una base di formazione teorica, necessaria per acquisire tutti gli strumenti matematici richiesti. Gli studenti devono inoltre maturare una approfondita comprensione degli aspetti sperimentali ed osservativi che convalidano lo sviluppo della parte teorica.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
È necessario che lo studente acquisisca padronanza degli strumenti matematici necessari a formulare previsioni specifiche per alcuni dei principali osservabili cosmologici, nonché di utilizzare le osservazioni per vincolare i modelli. Questa stretta connessione tra strumento matematico ed osservazioni permette di raggiungere una piena comprensione del contenuto del corso, anche per quanto riguarda le sue parti più formali.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Gli studenti devono essere in grado di ricavare autonomamente i principali risultati presentati a lezione e le dimostrazioni, effettuando le approssimazioni necessarie e riconoscendone i limiti di validità.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Gli studenti devono essere in grado di esporre in modo chiaro e corretto gli argomenti del programma. Devono essere inoltre in grado di presentare senza ambiguità il processo logico e le conclusioni dell'analisi di una problema fisico.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Gli studenti devono dimostrare di saper ricercare ed integrare contenuti presenti su fonti diverse, quali libri di testo, il WEB ed articoli scientifici suggeriti come approfondimento di argomenti specifici e che sono finalizzati allo sviluppo di uno studio più orientato alla ricerca. In aggiunta, è essenziale la capacità di rielaborare ed estendere gli esempi di applicazioni proposti a lezione. Il contenuto del corso offre inoltre agli studenti la possibilità di familiarizzare con aspetti che vanno dalla relatività generale alla meccanica statistica, e con diverse tecniche che trovano applicazione anche in altri campi della fisica.