| RELATIVITY AND COSMOLOGY
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Conoscenza della relatività generale classica e degli strumenti del calcolo tensoriale ad essa necessari. Acquisizione di competenze specifiche, mirate alla risoluzione di alcuni problemi in relatività generale. Conoscenza delle problematiche che richiedono una trattazione general-relativistica (collasso gravitazionale, onde gravitazionali, cosmologia teorica) e delle osservazioni che consentono di validarne la loro trattazione teorica. Sviluppo di competenze mirate alla predizione di osservabili di interesse per l’astrofisica e la cosmologia moderna.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Il corso prevede una formazione teorica di base, necessaria per acquisire tutti i necessari strumenti matematici. Nella seconda metà del corso, si pone molta attenzione agli aspetti sperimentali e/o osservativi che validano lo sviluppo teorico della prima parte. Si richiede che lo studente sia in grado di maneggiare gli strumenti matematici per arrivare a formulare specifiche previsioni per alcuni osservabili. Questa stretta interconnessione tra strumento matematico e osservazioni ha dimostrato nel corso degli anni di far raggiungere allo studente una piena comprensione del contenuto del corso, anche per quel che riguarda le sue parti più formali.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Il corso prevede l’utilizzo di un certo numero di libri di testo, cercando di sottolineare la complementarietà di approcci diversi alle tematiche in oggetto. Oltre ai libri, per alcuni specifici argomenti più di punta, sono forniti allo studente articoli scientifici e/o di rassegna per abituarlo ad una lettura meno scolastica e più orientata alla ricerca.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Il corso è di norma tenuto in lingua inglese. L’esame finale può essere tenuto o in italiano o in inglese. In ogni caso, l’obiettivo è anche quello di verificare, oltre alle specifiche conoscenze del programma, la capacità di presentare in maniera sintetica e al tempo stesso esaustiva l’argomento oggetto dell’esame.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Il contenuto del corso copre aspetti diversi che vanno dalla relatività generale, alla meccanica statistica, alla fisica nucleare e alla fisica del plasma. Gli studenti sono così costretti a familiarizzarsi con tecniche diverse di facile utilizzo anche in altri campi della fisica.
|
Canale Unico
|
Docente
|
VITTORIO NICOLA
(programma)
Il principio di equivalenza. Campi gravitazionali deboli. Moto geodetico. Significato fisico della metrica. Arrossamento delle righe spettrali. Forze inerziali. Tensori. Derivazione covariante. Il tensore di Riemann-Christoffel. Equazione di campo nel vuoto. Il tensore energia-impulso. Equazione di campo in presenza di materia. Leggi di conservazione. La soluzione di Schwarzschild: coordinate isotrope; moto planetario; deflessione della luce. L’espansione di Hubble. La radiazione cosmica di fondo. La metrica di Friedmann-Robertson-Walker. Nucleosintesi primordiale degli elementi leggeri. Il problema della distanza in Cosmologia. Il modello standard in cosmologia e gli scenari inflazionari.
 Narlikar, An introduction to Relativity, Cambridge University Press
Carroll, Spacetime and Geometry: an introduction to General Relativity, Addison-Wesley
|
|
Date di inizio e termine delle attività didattiche
|
- |
|
Modalità di erogazione
|
Tradizionale
|
|
Modalità di frequenza
|
Non obbligatoria
|
|
Metodi di valutazione
|
Prova orale
|
|
Docente
|
PUGLISI GIUSEPPE
(programma)
Lo spazio-tempo di Minkowski; le trasformazioni di Lorentz; tempo proprio e lunghezze proprie; quadri velocità e momento della particella; moto geodetico. Lo spazio-tempo di Riemann: moto geodetico; sincronizzazione degli orologi; distanze spaziali proprie; trasporto parallelo e derivata di un vettore; il tensore di Riemann. Il principio di equivalenza: il redshift gravitazionale; la deviazione geodetica. Equazione di campo nel vuoto: il tensore di Ricci; la soluzione di Schwarzschild; orbite in una geometria di Schwarzschild. Le prove classiche della relatività generale: moto planetario; deflessione dei raggi luminosi; ritardo dell’eco radar. Il buco nero di Schwarzschild: le coordinate di Kruskal; orizzonte degli eventi. La soluzione di Kerr. Onde gravitazionali: il tensore metrico nella gauge TT; gli effetti di un'onda gravitazionale. Equazione di campo in presenza di materia: il tensore energia-momento; la soluzione interna di Schwarzschild. Massa propria e massa osservabile. l'effetto Nordtvedt. Elettromagnetismo in relatività generale. La soluzione di Reissner-Nordstrom. Cosmologia: la metrica di Friedmann-Robertson-Walker; il problema delle distanze in cosmologia; SNIa e l'accelerazione dell'universo; nucleosintesi primordiale e l'abbondanza di deuterio. Il modello cosmologico: materia oscura ed energia oscura; scenari inflazionari.
Vittorio, Cosmology, CRC Press
|
|
Date di inizio e termine delle attività didattiche
|
- |
|
Modalità di erogazione
|
Tradizionale
|
|
Modalità di frequenza
|
Non obbligatoria
|
|
Metodi di valutazione
|
Prova orale
|
|
