Cosmologia AA 2016/2017 Prof. Alessandro Marconi

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1 Cosmologia AA 2016/2017 Prof. Alessandro Marconi Dipartimento di Fisica e Astronomia Università di Firenze INAF - Osservatorio Astrofisico di Arcetri

2 Contatti, Bibliografia e Lezioni Prof. Alessandro Marconi Dipartimento di Fisica e Astronomia, stanza 254 (2o piano) Via G. Sansone 1, 50019, Sesto Fiorentino (Firenze), Italia [email protected] tel: (Dip.) (Oss.) Bibliografia Malcolm Longair, Galaxy Formation Springer Houjun Mo, Frank van den Bosch, Simon White, Galaxy Formation and Evolution Cambridge UP Barbara Ryden, Introduction to Cosmology Cambridge UP Dove trovare le lezioni MOODLE Corso B (B058) - Cosmologia Didattica

3 Argomenti del corso Basi osservative: radiazione cosmica di fondo, struttura a larga scala, legge di Hubble Basi teoriche: curvatura dello spazio e la metrica, equazioni di Friedmann e loro caratteristiche, i parametri cosmologici La storia termica dell'universo La nucleosintesi Lo sviluppo e l'evoluzione delle fluttuazioni primordiali L'importanza della materia oscura La ricombinazione: il fondo cosmico a microonde e le sue fluttuazioni L'epoca successiva alla ricombinazione Il mezzo intergalattico Evoluzione cosmologica di galassie e nuclei attivi ( Fisica delle Galassie) Modelli di formazione ed evoluzione delle galassie ( Fisica delle Galassie)

4 Osservazioni Fondamentali

5 La radiazione di fondo cosmica Spettro della CMB osservato e fit; le incertezze corrispondono a 400 σ (Fixsen et al. 1996). 5

6 La radiazione di fondo cosmica Mappa della temperatura della radiazione di fondo su tutto il piano del cielo (risoluzione spaziale 7 o ). 6

7 La radiazione di fondo cosmica Mappa della temperatura della radiazione di fondo su tutto il piano del cielo (risoluzione spaziale 7 o ). Mappa dopo la sottrazione del valore medio della temperatura. 7

8 La radiazione di fondo cosmica Mappa della temperatura della radiazione di fondo su tutto il piano del cielo (risoluzione spaziale 7 o ). Mappa dopo la sottrazione del valore medio della temperatura. Mappa dopo la sottrazione del termine di dipolo. Bennett et al

9 La radiazione di fondo cosmica Mappa delle fluttuazioni di temperatura ottenuta dal satellite WMAP dopo aver sottratto termine costante, di dipolo ed emissione galattica. La risoluzione angolare è ~1/20 delle immagini precedenti (20 arcmin). Bennett et al

10 La radiazione di fondo cosmica Mappa delle fluttuazioni di temperatura ottenuta nel 2013 dal satellite Planck (ESA).

11 Distribuzione delle galassie Distribuzione delle galassie (17 < bj < 10.5) su grande scala. Scansione di 185 lastre del telescopio UK Schmidt con macchina APM con oltre 2 milioni di galassie. Maddox et al

12 Distribuzione delle galassie Funzione di correlazione a due punti w(θ) per galassie con diverse magnitudini (step di 0.5 mag tra 17.5 < m < 20.5). Le stesse funzioni sono state poi riscalate ai conteggi di galassie locali. mostrando che la struttura non cambia. Maddox et al

13 Distribuzione delle galassie Fig. 2.6a,b. Funzione di correlazione a due punti dalla Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ed il paragone con i risultati ottenuti dalla survey APM. 13

14 Distribuzione delle galassie Distribuzione di ~14000 galassie con v< km/s dalla survey del CfA. Le galassie sono state ottenute per declinazioni +8.5, e propiettate su coordinate polari nel piano con distanza (r) e RA (ϑ), La nostra Galassia è al centro, il raggio massimo è 150/h Mpc. Geller & Huchra

15 Distribuzione delle galassie Distribuzione di galassie dalle survey 2dF e SDSS fino a z~0.25 che mostra la struttura cellulare (filamentare). SDSS 15

16 La Legge di Hubble Legge di Hubble per le brightest cluster galaxies (BCG) in ammassi ricchi (Sandage 1968) SDSS 16

17 La Legge di Hubble Legge di Hubble per le brightest cluster galaxies (BCG) in ammassi SDSS 10 5,000 10,000 20,000 cz (km/s) 17

18 La Legge di Hubble Legge di Hubble per galassie locali utilizzando le variabili Cefeidi SDSS 18

19 La Legge di Hubble Come l espansione uniforme dell universo dà origine alla legge di Hubble