Anno accademico 2010/2011 - lauree magistrali

[ELENCO COMPLETO]
  1. Analisi superiore I.
  2. Applicazioni della meccanica quantistica.
  3. Controllo dell´inquinamento.
  4. Cosmologia.
  5. Equazioni differenziali.
  6. Fisica dello stato solido.
  7. Fisica matematica.
  8. Fisica teorica.
  9. Fondamenti della matematica.
  10. Geometria superiore II.
  11. Intelligenza artificiale II.
  12. Istituzioni di algebra superiore I.
  13. Istituzioni di algebra superiore II.
  14. Istituzioni di analisi superiore I.
  15. Istituzioni di fisica matematica I.
  16. Istituzioni di geometria superiore I.
  17. Istituzioni di geometria superiore II.

4. Cosmologia

prof. Yves Gaspar


OBIETTIVO DEL CORSO

Il corso pone le basi della cosmologia e dell'astrofisica teorica e delle attuali teorie fisiche
inerenti ed espone le principali questioni irrisolte, fornendo allo studente gli strumenti
necessari per effettuare un'analisi critica dei modelli cosmologici o astrofisici e dei problemi
connessi, orientandosi verso ulteriori approfondimenti.

PROGRAMMA DEL CORSO

La cosmologia è quella parte della fisica che studia l'origine e l'evoluzione dell'universo.
In questo campo vengono utilizzate in modo unificato varie discipline della fisica che
sono di solito insegnate separatamente. Il corso contiene anche una parte che riguarda
l'astrofisica teorica, la quale studia le proprietà dei corpi celesti osservati nell'universo,
ovvero stelle, amassi di stelle, nebulose, galassie ecc. Il contenuto del corso può essere
diviso nelle seguenti parti:

a)   Cosmologia teorica:
- Soluzioni omogenee ed isotrope delle equazioni di A. Einstein, i modelli
Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker ( FRLW), la dinamica e la geometria dei modelli

FLRW, l'espansione cosmologica, grandezze fondamentali, modelli aperti, piani e chiusi.
La costante cosmologica di A.Einstein e l'impossibilità dell'universo statico.
-La base del Modello Standard del Big Bang, elementi di fisica delle particelle: campi ed
interazioni fondamentali. L'origine della materia: asimmetria tra particelle/antiparticelle. La
nucleosintesi primordiale: gli elementi "fossili leggeri" del Big Bang. La radiazione cosmica
"fossile": teoria ed osservazioni. L'entropia dell'universo. I neutrini "fossili".
-I problemi della teoria del Big Bang, il problema delle condizioni iniziali in cosmologia.
I modelli cosmologici inflazionari, la rottura spontanea di simmetria. Il problema della
materia oscura.
- Il problema dell'espansione accelerata e l'energia oscura. Implicazioni
della Gravità Quantistica e della teoria delle Stringhe, il mondo delle brane, universi
ekpyrotici e ciclici: modelli alternativi al Big Bang.

b)   Astrofisica teorica:
- La formazione delle strutture cosmiche: instabilità di Jeans, nascita delle stelle: modelli
fondamentali.
- Caratteristiche delle stelle, popolazioni stellari, il diagramma di Hertzprung-Russel.
- Evoluzione e dinamica stellare: modelli di base. Nane brune, la sequenza principale, stelle
giganti, novae e supernovae, la formazione di elementi chimici "pesanti" , nane bianche, il
limite di Chandrasekhar, stelle a neutroni, i pulsar, sistemi binari e multipli.
- Elementi di fisica dei buchi neri.
- Ammassi stellari, elementi di fisica e chimica galattica, il problema delle curve di rotazione
e la materia oscura. Corpi celesti distanti: i quasar.
- Distribuzione delle galassie nell'universo, analisi delle strutture cosmiche. Modelli
Newtoniani.

N.B.
Gli studenti della Laurea specialistica in Fisica che hanno a piano studi l'esame di Cosmologia
da 5 CFU, potranno seguire la prima parte più cosmologica, oppure la seconda parte di
astrofisica stellare, oppure entrambi se desiderano o se hanno tempo. All'esame si terrà
conto del fatto che uno studente è del vecchio o del nuovo ordinamento, e l'esame è solo
sulla parte seguita dallo studente a lezione.


BIBLIOGRAFIA

- J.N.Islam, An Introduction to Mathematical Cosmology, Cambridge University Press, 1992.
- J.D.Barrow-P. Davies-C.Harper, Science and Ultimate Reality, Cambridge University Press, 2004.
- G.W.Gibbon-E.P Shellard-S.J.Rankin, The Future of Theoretical Cosmology, Cambridge University Press,
2003.
- Black Holes, White Dwarfs and Neutron Stars, Stuart L. Shapiro, Saul A. Teukolsky, Ed. WILEY-VCH
Verlag GmbH & Co. KGaA, 2004

- Il testo del corso, disponibile sul sito del Prof. Yves Gaspar, nel sito del Dipartimento di Matematica
e Fisica.

DIDATTICA DEL CORSO
La cosmologia sarà insegnata con lezioni frontali in aula, con seminari integrativi su tematiche
di ricerca attuali.

METODO DI VALUTAZIONE
La prova finale consiste in un esame orale sull'approfondimento in cosmologia (tema a scelta)
svolto dallo studente e consegnato in forma scritta.

AVVERTENZE
Il Prof. Yves Gaspar riceve gli studenti il mercoledì dalle ore 15.00 alle ore 17.00 nello studio
dei docenti a contratto nella sede del Dipartimento in Via Musei 41.
Per più ampie informazioni sul corso e sugli argomenti per gli approfondimenti o per le tesi di
Laurea, scrivere all'indirizzo Yves.Gaspar@unicatt.it



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