Corso di Introduzione all' Astrofisica

Prof. Paolo de Bernardis

Laurea Triennale in Fisica

6 CFU

1) Stelle

Stelle. Fonte di energia delle stelle. Potenziale nucleare. Reazioni di fusione nucleare. Picco di Gamow. Metodo spettroscopico. Esempi di Spettri delle stelle. Classificazione di Harward. Righe stellari. Popolazione dei livelli e sua dipendenza dalla temperatura. Ionizzazione e sua dipendenza dalla temperatura. Descrizione spettri in termini di temperatura.

2) Mezzo interstellare

Trattazione macroscopica interazione luce-materia. Emissione, Assorbimento, Diffusione. Spessore ottico. Equazione del trasporto radiativo. Radiazione termica. Corpo nero. Atmosfera isoterma. Atmosfera terresre, finestre millimetriche, misura CMB da terra. Righe di assorbimento e di emissione. Coefficienti di Einstein. Emissione termica e non termica. Scattering e random-walk. Scattering e assorbimento. Diffusione dei fotoni nel Sole. Interazione tra fotoni ed elettroni. Regioni HII. Scattering Thomson e Compton. Last Scattering Surface. Scattering Rayleigh. Colore del cielo. Gas interstellare. Idrogeno neutro galattico.

3) La Galassia e le galassie

Formazione di stelle. Massa di Jeans. Collasso della nube. Frammentazione. Fine della frammentazione. Formazione di una protostella. Idrogeno molecolare. Riga a 21 cm e curve di rotazione delle galassie. Misure ottiche di curva di rotazione. Evidenza di materia oscura nelle galassie. Materia oscura negli ammassi di galassie. Massa Viriale. Esempio di Coma. Rapporto M/L. Altre evidenze di materia oscura (deflessione luce, gas intergalattico negli ammassi etc.). WIMPs. Le Galassie. Misure di distanze. Astrometria. Distanza di luminosita'. Diagramma HR assoluto. Distanza della LMC. Cefeidi. Supernovae. Pulsar. Galassie come candele standard - Tully Fisher. Misure di redshift. Legge di Hubble. Distribuzione 3-D delle galassie. Esempio legge di Hubble da misure di diametro angolare. Interpretazione del redshift. Distribuzione 2D e 3D delle galassie.

4) Cosmologia

Isotropia ed omogeneita' dell' Universo a grandi scale. Principio Copernicano. Isotropia, Omogeneita' e legge di Hubble. Principio cosmologico. Espansione dell' universo e densita'. Fattore di scala. Equazione di Friedmann. Parametro di densita'. Curvatura. Equazioni di Einstein. Contributo delle diverse densita' di massa-energia all' equazione di Friedmann: materia non relativistica, radiazione, costante cosmologica. Parametro di decelerazione. Diagramma di Hubble. Distanza di Luminosita'. Evoluzione dell' universo omogeneo e isotropo. Fase di radiazione. Fase di materia. Fase di curvatura. Fase di vuoto. Evoluzione di uno spettro di corpo nero nell' espansione. Radiazione e materia relativistica. Prove dell' origine cosmologica del CMB. Le componenti dell' universo. Materia nell' universo. Materia barionica. Materia oscura. Eta' dell' universo. L' anisotropia del CMB.

Materiale di studio

Slides mostrate a lezione
Bradley W. Carroll, Dale A. Ostlie, An introduction to modern astrophysics, Addison Wesley, 1996. Codice Biblioteca: 523,03 Carr
James Rich, Fundamentals of Cosmology, Springer, 2001 Codice Biblioteca: 523.1 Rich