Cosmologia

Crediti: 8.

Obiettivi formativi: Fornire conoscenze approfondite sulle origini e l'evoluzione dell'Universo nell'ambito della Relatività Generale, nonché sulle misure astronomiche ed astrofisiche di rilevante interesse cosmologico.

Contenuti: Elementi di Relatività Generale. Principio cosmologico. Legge di Hubble. Redshift. Parametro di decelerazione. Modello standard: equazioni di Friedmann, universi chiusi e aperti. Candele standard e orologi cosmici. Scala delle distanze cosmologiche. Indicatori di distanza primari, secondari e terziari. Lookback time. Fattori di bias e correzioni osservative. Stime e metodi di stima dell'età dell'Universo. Storia termica dell'Universo. Radiazione cosmica di fondo (CMBR). Nucleosintesi: frazione barionica e abbondanza di H e He. Materia oscura. Proprietà di clustering dell'Universo. Funzione di correlazione delle galassie e degli ammassi di galassie. Struttura a larga scala e principali survey di galassie, quasar e ammassi di galassie. Formazione di strutture: teoria di Jeans delle perturbazioni in un fluido statico. Cenni sul problema della distribuzione iniziale: spettro di Harrison-Zel'dovich. Energia oscura e costante cosmologica Λ: universo statico. Λ come energia del vuoto. Campo scalare e inflazione: problemi del modello standard e quintessenza. Espansione esponenziale o power law. Potenziale quadratico: reheating e soluzione del problema dell'entropia. Anisotropia della CMBR. Sviluppo in armoniche sferiche. Esperimenti Boomerang, WMAP, PLANCK.

Propedeuticità: Nessuna.

Modalità dell'esame: Valutazione finale attraverso prove scritte e/o orali.