Kozmologija

Vpis v letnik študija. Koristno je poznavanje osnov teorije gravitacije in jedra in osnovnih delcev.

Homogen kozmološki model: Hubblov diagram, koordinatni sistemi, Newtonova kozmologija. Splošna relativnost, Friedman-Robertson-Walker metrika, Friedman-Lemaitrejeve enačbe. Kozmični inventar: fotoni, barioni, temna snov, nevtrini (ultrarelativistična snov), temna energija. Boltzmanova enačba, nukleosinteza, rekombinacija in nastanek prasevanja. Meritve Hubblove konstante in širitvene zgodovine vesolja. Barionične akustične oscilacije.
Perturbacije v vesolju v linearni teoriji: Skalarne, vektorske in tenzorske perturbacije. Perturbacije v temni snovi: razvoj pred in po dobi energijske enakosti materije in radiacije, vstop v horizont, prenosne funkcije in spektri moči. Meritve porazdelitve galaksij, šibkega lečenja in Lyman-alpha gozda. Kozmološke omejitve nevtrinske mase. Perturbacije v plazmi pred razklopitvijo; spekter moči anizotropij v prasevanju: velike kotne skale, akustična nihanja, majhne kotne skale; meritve anizotropij v prasevanju.
Zgodnje vesolje in inflacija: Problem robnih pogojev. Saharovi pogoji. Motivacija za inflacijo, implementacija inflacije z skalarnim poljem, nastanek tenzorskih in skalarnih perturbacij. Približek enakomernega razvoja (slow roll), spektralni indeksi, opazovalne metode za omejevanje parametrov inflacije.

• Scott Dodelson: Modern Cosmology, Academic Press 2003,
• Andrew Liddle: An Introduction to Modern Cosmology, John Wiley 2003,
• Viatcheslav Mukhanov: Physical Foundations of Cosmology, Cambridge University Press, 2005,
• Thanu Padmanabhan: Cosmology and Astrophysics through problems, Cambridge University Press 1996,
• Lars Bergström, Ariel Goobar: Cosmology and Particle Astrophysics, Springer 2006,
• Houjun Mo, Frank van den Bosch, Simon White: Galaxy Formation and Evolution, Cambridge University Press, 2010.

Cilji:

Cilj predmeta je osnovno razumevanje standardnega kozmološkega modela. Poseben poudarek je na osnovnih predpostavkah (homogenost, izotropija, tipičnost opazovalca) in njihovih eksperimentalnih utemeljitvah.
Kompetence:
Slušatelji spoznajo statistiko kot fundamentalno orodje za omejevanje tako kozmološke fizike kot tudi fundamentalne fizike.

Znanje in razumevanje
Osnovno razumevanje standardne teorije nastanka in razvoja vesolja in meritev, ki to teorijo podpirajo. Kozmologija kot orodje za omejevanje fundamentalnih teorij.

Uporaba
Pridobljeno znanje je osnova za študij teoretične ali opazovalne kozmologije na podiplomski ravni.
Refleksija
Primer uporabe simetrijskih in statističnih načel. Razumevanje predpostavk v interpretaciji kozmoloških podatkov.
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet
Poglobljeno razumevanje statistike naključnih normalno porazdeljenih polj, konkreten primer perturbacijske teorije v splošni relativnosti.

Predavanja, računske vaje, domače naloge in konzultacije; pregled literature.

Ustni izpit
Pisni izpit ali opravljen kolokvij iz vaj
5 - 10, pri čemer velja, da je pozitivna ocena od 6 - 10

Dr. Sašo Grozdanov:
1. GROZDANOV, Sašo, KOVTUN, Pavel K., STARINETS, Andrei O., TADIĆ, Petar. Convergence of the gradient expansion in hydrodynamics. Physical review letters, ISSN 0031-9007. [Print ed.], 2019, vol. 122, iss. 25, str. 251601-1-251601-6, ilustr., doi: 10.1103/PhysRevLett.122.251601. [COBISS-SI-ID 3322468]
2. GROZDANOV, Sašo, SCHALM, Koenraad, SCOPELLITI, Vincenzo. Black hole scrambling from hydrodynamics. Physical review letters, ISSN 0031-9007. [Print ed.], 2018, vol. 120, iss. 23, str. 231601-1-231601-6, ilustr., doi: 10.1103/PhysRevLett.120.231601. [COBISS-SI-ID 3252324]

3. GROZDANOV, Sašo, SCHEE, Wilke van der. Coupling constant corrections in a holographic model of heavy ion collisions. Physical review letters, ISSN 0031-9007. [Print ed.], 2017, vol. 119, iss. 1, str. 011601-1-011601-5, ilustr., doi: 10.1103/PhysRevLett.119.011601. [COBISS-SI-ID 3253092]
4. GROZDANOV, Sašo, POOVUTTIKUL, Napat. Generalised global symmetries in holography: magnetohydrodynamic waves in a strongly interacting plasma. The Journal of high energy physics, ISSN 1126-6708, Apr. 2019, vol. 2019, art. no. 141, 52 str., ilustr., doi: 10.1007/JHEP04(2019)141. [COBISS-SI-ID 3304804]
5. GROZDANOV, Sašo, KOVTUN, Pavel K., STARINETS, Andrei O., TADIĆ, Petar. The complex life of hydrodynamic modes. The Journal of high energy physics, ISSN 1126-6708, Nov. 2019, vol. 2019, art. no. 097, 51 str., ilustr., doi: 10.1007/JHEP11(2019)097. [COBISS-SI-ID 3386724]