Obiettivo del corso è di fornire un'introduzione semplice, non eccessivamente formale ma solida alla cosmologia moderna. Il modello cosmologico corrente sarà presentato alla luce delle evidenze osservative, alcune molto recenti. Il corso si propone anche di fornire sia una visione di insieme della cosmologia che alcuni strumenti di base, i quali torneranno utili a chi intende affrontare in seguito corsi specialistici del settore.
Prerequisiti
Conoscenza della meccanica newtoniana a livello del corso di Fisica I. La familiarità con elementi di relatività ristretta può risultare utile, ma non è strettamente necessaria. Può risultare utile anche avere familiarità, a livello elementare con specifici argomenti di ambito quantistico e statistico (ad esempio: distribuzione di corpo nero).
Metodi didattici
Durante le lezioni frontali, verranno alternate slide con derivazioni e spiegazioni, usando anche la lavagna. Tutto il materiale verrà messo a disposizione. La forma della lezione è volutamente interlocutoria, le domande da parte degli studenti sono sollecitate e molto utili all'efficacia delle spiegazioni
Verifica Apprendimento
Colloqui orale, aiutandosi con fogli, oppure alla lavagna, a scelta dello studente. Durata tipica, da 40 a 60 minuti.
Testi
B. Ryden, Introduction to Cosmology, Cambridge University Press, 2nd edition (in inglese)
F. Lucchin, Introduzione alla cosmologia, Zanichelli
Materiale distribuito dal docente
Contenuti
Osservazioni fondamentali [4 ore]: omeogeneità, isotropia, un universo di particelle.
Cinematica dell’Universo [4 ore]: espansione, legge di Hubble, distanza propria
Dinamica dell'Universo [8 ore]: Equazione di Friedmann, Modelli di universo a singola componente, cenni sui modelli a più componenti e sull’equazione di stato
Misure [4 ore]: Scala di distanze, candele standard, distanza angolare, cenni su stima dei parametri
Fenomenologia [4 ore]: Materia visibile e materia oscura, universo disomogeneo
Storia termica [8 ore]: radiazione cosmica di fondo, ricombinazione, nucleosintesi primordiale (elementi di base)
L’universo primordiale [8 ore] : problemi del modello standard (piattezza, orizzonti), l'inflazione cosmica come soluzione
Perturbazioni cosmologiche [8 ore]: Cenni di instabilità gravitazionale (lunghezza Jeans, spettro di potenza), anisotropie della radiazione cosmica di fondo.
