Programma seminari di Cosmologia Quantistica/Primordiale

2007-2008


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I seminari presentano elementi di cosmologia teorica che tentano di descrivere l’origine e l’evoluzione dell’universo. Verrà studiata la teoria del Big Bang Standard, e seguiranno degli approfondimenti sui relativi problemi di questi modelli, che non sono ancora risolti: i modelli inflazionari, le teorie della gravità quantistica e delle superstringhe tentano di offrire qualche elemento di risposta, ma complessivamente emergono delle problematiche importanti, che riguardano, per certi aspetti, i fondamenti della fisica moderna.


  1. 18-04-2008 : Modelli cosmologici fondamentali, Equazioni di A. Einstein. Il modello Standard del Big Bang e relativi problemi. Il problema delle condizioni iniziali in cosmologia. Cenni a possibili soluzioni e discussione.


  1. 02-05-2008 : L’universo primordiale, incontro tra la Relatività Generale, la fisica Quantistica, la fisica delle particelle e la termodinamica. Le tensioni concettuali tra fisica Quantistica e Relatività Generale. Discussione.


  1. 09-05-2008 : Modelli cosmologici inflazionari: proprietà, discussione sul modo in cui risolvono i problemi del Big Bang Standard. Il ruolo della rottura spontanea di simmetria e le teorie GUT (Grand Unified Theories ). I problemi ulteriori dei modelli inflazionari. Discussione.


  1. 16-05-2008 : Il problema delle singolarità cosmologiche e l'origine dell'universo: teoremi di R. Penrose e S. Hawking, l’approcio di J. A. Wheeler: la Gravità Quantistica, la fisica alla scala di Planck, il modello “space-time foam”, il problema del tempo, l’equazione di Wheeler-DeWitt, l’approcio di S. Hawking e J. Hartle ( la “no-boundary proposal”). Discussione.


  1. 23-05-2008 : Ulteriori sviluppi delle teorie della Gravità Quantistica: la “Loop Quantum Gravity”, l'approcio di R. Penrose, il principio olografico, l'approcio di G. t' Hooft, di M. Hadley, la teoria delle Superstringhe ed implicazioni per il problema della singolarità cosmologica. Discussione.


  1. 06-06-2008 : L'accelerazione dell'espansione cosmologica, energia e materia oscura, la costante cosmologica, il mondo delle Brane ( “Brane world cosmology” ) in cosmologia, spazi-tempi di dimensionalità > 4. Implicazioni cosmologiche e problemi. Discussione.


Durata delle lezioni/seminari: 2 ore circa, numero totale di ore = 12

Valore dei crediti : tipo f : 4 CFU


Bibliografia

J.N. Islam, "An Introduction to Mathematical Cosmology", Cambridge University Press, 1992

S. Weinberg, "Gravitation and Cosmology", John Wiley and Sons, New York, 1972

S. Weinberg, "The First Three Minutes", André Deutsch, London, 1983.

C. Misner. K. Thorne, J. Wheeler, " Gravitation", W. H. Freeman and Company, San Francisco, 1973

S. Hawking and G. F. R. Ellis, " The Large Scale Structure of Space-time", Cambridge University Press, 1983

"Science and Ultimate Reality: Quantum theory, Cosmology and Complexity" Ed. John Barrow et al., Cambridge University Press, 2007
(contiene articoli sulla gravità quantistica, la teoria delle brane e delle stringhe, la cosmologia, i modelli inflazionari, modelli con parametri G, c,…variabili )

S. Hawking and R. Penrose, " La Natura dello Spazio e del Tempo", Ed. Rizzoli, 1996

R. Penrose, "La Strada che porta alla Realtà", ed. Bur, 2006

"The Future of Theoretical Cosmology", in occasione del sessantesimo compleanno del Prof. S. Hawking, ed. G. Gibbons, P. Shellard, S. Rankin, Cambridge University Press, 2003