EXTRAGALACTIC ASTRONOMY AND COSMOLOGY

Anno accademico 2025/2026 - Docente: ANDREI ALBERT MESINGER

Risultati di apprendimento attesi

Il corso ha l’obiettivo di fornire agli studenti una comprensione approfondita dei processi di formazione delle strutture di materia oscura e barionica in un contesto cosmologico, nonché delle loro firme osservative. Saranno affrontati i temi relativi alla formazione e all’evoluzione degli aloni di materia oscura, alla crescita delle galassie, ai campi di radiazione cosmologica e all’evoluzione del mezzo intergalattico. Gli argomenti saranno illustrati attraverso esempi tratti da settori di ricerca attiva.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

I concetti principali sono esposti mediante lezioni frontali, che includono esempi applicativi.

Prerequisiti richiesti

Basi di fisica classica, relatività generale, processi radiativi, analisi di Fourier e conoscenze di base di programmazione in Python/C.

Contenuti del corso

1. Revisione dell’Universo omogeneo

(a) Distanza

(b) Dinamica

 

2. Strutture di materia oscura

(a) Evoluzione lineare delle perturbazioni di densità

(b) Modello di collasso sferico per l’evoluzione non lineare

(c) Formalismo excursion-set e funzioni di massa degli aloni

(d) Bias/clustering degli aloni e modello degli aloni

(e) Teoria perturbativa lagrangiana: approssimazione di Zel’dovich

(f) Simulazioni N-body

 

3. Strutture barioniche

(a) La formazione delle galassie

i. Evoluzione lineare con pressione

ii. Massa di Jeans cosmologica

iii. Evoluzione termica del gas in collasso

iv. Prime stelle e buchi neri

v. Modelli analitici di evoluzione delle galassie e formazione stellare

vi. Modelli empirici di formazione delle galassie

vii. Simulazioni idrodinamiche della formazione delle galassie

viii. Trasferimento radiativo

Testi di riferimento

Il materiale didattico sarà reso disponibile durante le lezioni.

Verifica dell'apprendimento

Modalità di verifica dell'apprendimento

A ciascuno studente verrà assegnato un esercizio o un piccolo progetto di ricerca, i cui risultati costituiranno il punto di partenza per la discussione durante l’esame orale.  L’obiettivo è verificare il livello di comprensione dei concetti fondamentali, delle loro applicazioni e del collegamento con le osservazioni.