Pla docent de l'assignatura

 

Tanca imatge de maquetació

 

Imprimeix

 

Dades generals

 

Nom de l'assignatura: Cosmologia Avanšada

Codi de l'assignatura: 568422

Curs acadŔmic: 2019-2020

Coordinaciˇ: Enric Verdaguer Oms

Departament: Departament de FÝsica QuÓntica i AstrofÝsica

crŔdits: 6

Programa ˙nic: S

 

 

Hores estimades de dedicaciˇ

Hores totals 150

 

Activitats presencials

60

 

-  Teoria

 

48

 

-  TeoricoprÓctica

 

12

Treball tutelat/dirigit

10

Aprenentatge aut˛nom

80

 

 

Recomanacions

 

És recomanable tenir un coneixement previ de les assignatures del grau de Física: "Astrofísica i cosmologia", "Relativitat general" i "Mecànica quàntica".

 

 

CompetŔncies que es desenvolupen

 

Copetències bàsiques i generals: CB6, CB7, CB8, CB9, CB10, CG3, CG4, CG5, CG6 i CG7.
Competències específiques: CE1, CE2, CE3, CE4 i CE9.

 

 

 

 

Objectius d'aprenentatge

 

Referits a coneixements

Entendre els elements bàsics del model cosmològic estàndard actual.
Familiaritzar-se amb la geometria i dinàmica dels models de Friedmann.
Entendre la base observacional que sustenta l’existència de matèria obscura i energia obscura i el seu tractament teòric.
Comprendre l’origen de la radiació còsmica de microones i les abundàncies dels elements lleugers.
Conèixer algunes aplicacions de la teoria de transicions de fase a la cosmologia.
Comprendre els problemes que han portat al model inflacionari i quines són les principals característiques físiques i geomètriques de la inflació còsmica.

 

 

Blocs temÓtics

 

1. Spacetime and the expansion of the universe.

1.1. Cosmological principle. Spacetime geometry. Proper distance

1.2. Cosmological redshift. Expansion of the universe

1.3. Einstein’s equations. The static and stationary models

1.4. Friedmann equations. The radiation, matter and cosmological constant dominated expansion

1.5. Particle horizon

2. Observational cosmology and cosmic budget.

2.1. Luminosity and angular distances. Mattig formula

2.2. Hubble diagram. Ages. Cosmic abundances. Baryon content

2.3. Masses. The missing mass problem. Dark matter

2.4. Standard candels. Accelerated expansion. Dark energy

3. Large scale structure and cosmic microwave background.

3.1. The power spectrum of density fluctuations. The CDM model

3.2. The cosmic microwave background. Dipole and multipole anisotropies. Doppler peaks. Sachs-Wolfe effect

3.3. The concordant Lambda CDM model

4. Thermal history, nucleosynthesis and recombination.

4.1. Thermal history. Entropy density. Equilibrium distributions. Chemical potentials. Effective number of species. Neutrino decoupling.

4.2. Nucleosynthesis. Neutron-proton conversion. Equilibrium nuclear abundances. Deuterium bottleneck. Light element abundances.

4.3. Equilibrium, recombination and last scattering

5. The very early universe.

5.1. The standard model of particle physics and the quark-gluon transition.

5.2. Phase transitions in the early universe. Spontaneous symmetry breaking.

5.3. Topological defects.

5.4. Baryogenesis and leptogenesis. Sakharov’s conditions.

5.5. Dark matter candidates.

6. Inflation.

6.1. Flatness, horizon, curvature and monopole problems.

6.2. General definition of inflation.

6.3. Scalar fields in cosmology. Equation of state. Quintessence.

6.4. Slow-roll inflation. Bubble formation. Slow-roll conditions. Thermalization.

6.5. Chaotic inflation, eternal inflation.

 

 

Metodologia i activitats formatives

 

Classes magistrals.
Classes expositives.
Resolució de problemes.

 

 

Avaluaciˇ acreditativa dels aprenentatges

 


Proves parcials escrites (5/10)
Exercicis resolts (5/10)
Reavaluació: examen final escrit al juny

 

Avaluaciˇ ˙nica


Examen final escrit (10/10)
Reavaluació: examen final escrit al juny