Cosmologia 2

A.A. 2018/2019
Insegnamento per
6
Crediti massimi
42
Ore totali
SSD
FIS/05
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Obiettivo del corso è padroneggiare la descrizione fisica dell'Universo disomogeneo, (a) acquisendo gli strumenti per descrivere la formazione ed evoluzione della struttura a grande scala dell'Universo nel quadro della Relatività Generale; (b) verificando come le misure sperimentali della stessa contribuiscano in modo cruciale alla definizione dell'attuale modello cosmologico standard.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
FIS/05 - ASTRONOMIA E ASTROFISICA - CFU: 6
Lezioni: 42 ore
Docente: Guzzo Luigi
Programma
* Introduzione
— Stato attuale della cosmologia: il modello standard e le osservazioni a suo supporto
— Richiami dei concetti di base indispensabili da Cosmologia I e Astrofisica (Eqz. di Friedmann, metrica di RW, distanze in cosmologia, magnitudini, colori, masse stellari delle galassie, correzione K)
— Candele standard e la scoperta dell'espansione accelerata

* La distribuzione delle galassie su grande scala
— Conteggi di galassie come test del modello cosmologico, funzioni di luminosità e problemi relativi
— Redshift surveys
— Varianza nei conteggi di galassie: statistiche a due punti
— Campo delle fluttuazioni di densità: scomposizione in componenti di Fourier, spettro di potenza
— Confronto osservazioni-modelli: il concetto di bias

* Evoluzione lineare delle perturbazioni di densità
— Teoria di Jeans in un mezzo in espansione: equazione di crescita nel caso non-relativistico
— Modifica nel caso di un gas relativistico
— Crescita delle perturbazioni adiabatiche in un Universo puramente barionico
— Problemi dello scenario barionico: Silk damping
— Necessità della materia oscura, cenni alle perturbazioni isoterme
— Problemi di un modello a materia oscura calda (neutrini): free streaming
— Vantaggi del modello a materia oscura fredda (CDM): l'effetto Meszaros
— Forma ed evoluzione dello spettro di fluttuazioni, spettro primordiale di Harrison- Zeldovich e funzione di trasferimento
— Anisotropie nel Fondo a Microonde (CMB): richiami
— Origine dei picchi barionici (BAO) nello spettro delle fluttuazioni di temperatura della CMB e della distribuzione delle galassie
— BAO come lunghezza standard per misurare la storia di espansione cosmica H(z)
— Velocità peculiari in regime lineare: redshift-space distortions
— Misura del tasso di crescita come test della Relatività Generale

* Evoluzione non-lineare (cenni)
— Collasso sferico
— Approssimazione di Zeldovich
— Teoria di Press-Schechter e ammassi di galassie come test cosmologico
— Simulazioni N-body: caratteristiche generali
Prerequisiti e modalità di esame
Prerequisiti: Cosmologia 1
Modalità d'esame: orale
Metodi didattici
Modalità di frequenza: fortemente consigliata;
Modalità di erogazione: tradizionale.
Materiale didattico e bibliografia
- M. Longair, "Galaxy Formation", 2nd Edition, Cambridge University Press
- S. Dodelson, "Modern Cosmology", Academic Press (per approfondimenti)
- Appunti e dispense su argomenti specifici, forniti dal docente
Periodo
Primo semestre
Periodo
Primo semestre
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Siti didattici
Docente/i
Ricevimento:
Su prenotazione via email
Ufficio 1 Piano, corridoio Astrofisica/Plasmi