| TFYA71 |
Kosmologi, 6 hp
/Cosmology/
För:
FyN
MFYS
Y
|
OBS! |
Vartannatårskurs. Ges 2017
|
| |
Prel. schemalagd
tid: 38
Rek. självstudietid: 122
|
| |
Utbildningsområde: Naturvetenskap
Huvudområde: Fysik, Teknisk fysik, Matematik, Tillämpad matematik Nivå (G1,G2,A): A
|
| |
Mål:
IUAE-matris
Kursens mål är att ge en överblick av de kosmologiska modellernas historiska utveckling. Tyngdpunkten ligger på 'Big Bang'-modellen, men även andra modeller behandlas. Bristerna i Newtonsk mekanik och den speciella relativitetsteorin tas upp och motiverar övergången till den allmänna relativitetsteorin. De tillhörande matematiska verktygen för beräkningar i krökta rumtider, som förklarar fenomen som Merkurius bana, krökning av ljus, universums expansion, svarta hål, den initiala 'Big Bang'-singulariteten och vårt universums slutliga öde studeras. För att klara kursen är det nödvändigt att:
- ha en överblick över de stora historiska modellerna och kunna reproducera enkla historiska geometriska beräkningar
- ha en överblick över dagens kosmologiska modeller och kunna enkla kosmiska avståndsberäkningar
- kunna använda Newtonsk mekanik och den speciella relativitetsteorin för enkla beräkningar, och förstå varför de inte räcker för kosmologiska beräkningar
- förstå den fysikaliska grunden för allmän relativitetsteori, och räkna på metriker och geodeter i krökta rumtider
- kunna göra beräkningar i krökta rumtider nära massiva objekt genom att använda Schwarzschild-metriken
- kunna räkna på skillnaderna mellan olika kosmologiska modeller genom att använda Robertson-Walker-metriken
- kunna härleda Friedmannekvationerna och använda dem för att studera universums historia enligt de olika modellerna över universum
- förstå relevansen av den kosmiska svartkroppsstrålningen i 'Big Bang'-teorin
- ha en överblick över några alternativa kosmiska teorier
- ha en överblick över de senaste rönen och teorierna.
|
| |
Förkunskaper: (gäller studerande antagna till program som kursen ges inom, se 'För:' ovan)
Flervariabelanalys, Linjär Algebra, Vektoranalys samt grundkunskaper i fysik inkluderande Vågrörelselära, Mekanik, Termodynamik och kännedom om den speciella relativitetsteorin (motsvarande t.ex. en kurs i Modern Fysik). Kursen vänder sig till civilingenjörs-, matematik- och fysikstudenter utan förkunskaper i ämnet, men en grundkurs i Astronomi kan studeras som bakgrund.
OBS! Tillträdeskrav för icke programstudenter omfattar vanligen också tillträdeskrav för programmet och ev. tröskelkrav för progression inom programmet, eller motsvarande.
|
| |
Påbyggnadskurser
Relativitetsteori, för en mer ingående behandling av allmänna relativitetsteorin.
|
| |
Organisation:
Föreläsningar.
Kursen pågår hela vårterminen.
|
| |
Kursinnehåll:
En överblick över de kosmologiska modellernas historiska utveckling. Kosmografi. Skillnad mellan Newtons mekanik och allmänna relativitetsteorin. Enkel framställning av krökt rum. Geodeser. Relativistiska effekter nära massiva objekt. Relativistisk kosmologi, Big Bang. Beskrivning av kosmologins standardmodell inkluderande begrepp som accelererande universum, inflation, mörk materia, mörk energi.
|
| |
Kurslitteratur:
Berry, M. V: Principles of Cosmology and Gravitation. Institute of Physics Publishing 1989, samt kompletterande utdelat material.
Alternativ: A. Liddle: An Introduction to Modern Cosmology, 2nd Edition (Wiley, 2003)
B. Ryden: Introduction to Cosmology (Addison Wesley, 2003)
|
| |
Examination: |
UPG1
|
Inlämningsuppgifter och redovisningsuppgift (U,3,4,5)
|
6 hp
|
| |
|
Inlämningsuppgifter kan ge betygen (U,3,4); ett skriftligt miniprojekt kan höja betyget med max ett steg. |
|