Scheda programma d'esame
COSMOLOGIA DEL PRIMO UNIVERSO/COSMOLOGY OF THE EARLY UNIVERSE
DARIO GRASSO
Anno accademico2021/22
CdSFISICA
Codice274BB
CFU9
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano

ModuliSettore/iTipoOreDocente/i
COSMOLOGIA DEL PRIMO UNIVERSOFIS/02LEZIONI54
DARIO GRASSO unimap
GIOVANNI MAROZZI unimap
Programma non disponibile nella lingua selezionata
Prerequisiti (conoscenze iniziali)

E consigliato di aver seguito il corso di Relatività Generale

Programma (contenuti dell'insegnamento)

 

Introduzione alla cosmologia relativistica

 

  • Introduzione storica

  • Metriche non euclidee, spazi massimamente simmetrici e metrica di Robertson-Walker

  • espansione dell'universo, coordinate comoventi e legge di Hubble

  • tensore energia impulso di un fluido perfetto e sua conservazione

  • derivazione delle equazioni di Friedmann.

  • dinamica dell'universo, calcolo della sua età, parametro di accelarazione

  • distanze di luminosità e di diametro angolare; evidenze dell'espansione accelerata dell'universo.

  • Orizzonti di partecella e degli eventi

  • Il Modello LambdaCDM

     

 

Storia termica del prima universo

 

  • Termodinamica del primo universo

  • Equazione di Boltzmann

  • Disaccoppiamento radiazione-materia, equazione di Saha

  • Il disaccoppiamento dei neutrini e di altre specie interagenti debolmente

  • La nucleosintesi degli elementi leggeri

  • Specie fossili calde e fredde. La materia oscura fredda.

  • Asimmetria materia-antimateria e condizioni di Sakharov per la sua origine

 

Transizioni di fase nel primo universo

 

  • Cenni/richiami sul modello standard delle interazioni elettro-deboli

  • Cenni di teoria dei campi a temperatura finita

  • Il meccanismo della rottura spontanea di simmetria a temperatura finita

  • Transizione di fase elettro-debole e cenni sulle transizioni alla scala di grande unificazione

 

La radiazione cosmica di fondo e le sue fluttuazioni

 

  • Storia della scoperta della CMB

  • anisotropia di dipolo

  • svilluppo in armoniche sferiche delle fluttuazioni

  • varianza cosmica

  • effetto Sach-Wolfe ed anisotropie primarie

  • effetto Sach-Wolfe integrato

  • polarizzazione della CMB

  • effetto Sunayev-Zeldovich

 

L'Inflazione

 

  • Principali problemi della cosmologia del big-bang (dell’orizzonte,della piattezza, ecc.)

  • Il paradigma inflazionario, dinamica dell’inflazione, evoluzione degli orizzonti

  • Condizioni per la soluzione dei problemi della cosmologia standard

  • Inflazione caotica e cenni su altri modelli di inflazione

  • Spettri delle fluttuazioni tensoriali e scalari prodotto dall'inflazione

  • Il reheating e cenni sul pre-heating

Evoluzione delle disomogeneità

 

  • Teoria newtoniana dell’instabilità gravitazionale e generalizzazione relativistica

  • Spettri di potenza delle fluttuazioni

  • Evoluzione delle fluttuazioni nell’universo in espansione, scelta della gauge gravitazionale

  • Fluttuazioni isoterme e di isocurvatura e loro evoluzione

  • Evoluzione delle fluttuazioni dopo l'inflazione: funzioni di trasferimento 

Bibliografia e materiale didattico

 

Testi di riferimento:

 

  • S. Weinberg: Cosmology, Oxford Press

  • P. Peter & J.P. Uzan, Primordial Cosmology, Oxford Graduate Texts

 

Modalità d'esame

Orale

Ultimo aggiornamento 05/08/2021 10:56