FISICA DELLA GRAVITAZIONE
cod. 16678

Anno accademico 2016/17
1° anno di corso - Secondo semestre
Docente
Roberto DE PIETRI
Settore scientifico disciplinare
Fisica teorica, modelli e metodi matematici (FIS/02)
Ambito
Attività formative affini o integrative
Tipologia attività formativa
Affine/Integrativa
52 ore
di attività frontali
6 crediti
sede: PARMA
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

Apprendere le nozioni base della fisica della gravitazione e delle equazione di Einstein della relatività generale

Prerequisiti

- - -

Contenuti dell'insegnamento

Fisica della gravitazione ed equazione di Einstein della relatività generale

Programma esteso

Il principio di equivalenza: Realizzazione del principio di
equivalenza in termini di metrica quadridimensionale. Equazioni delle
geodetiche e loro limite per velocità piccole rispetto alla velocità
della luce. Identificazione della componente 00 del campo metrico con
il potenziale gravitazionale newtoniano.

Cinematica relativistica: Sincronizzazione degli orologi in spazi
tempi curvi e misure di distanze e tempi. Simmetrie spazio temporali e
vettori di Killing. Il tensore energia impulso in relatività speciale
e generale. L'esperimento di Pound-Rebka e le verifiche dirette del
principio di equivalenza.

Equazioni di Einstein: Equazioni per il campo
gravitazionale. Formulazione variazionale ed Azione di
Hilbert-Palatini. Identità di Bianchi.

Soluzioni esatte: Studio delle equazioni di Einstein nel vuoto in
presenza di simmetrie e loro soluzioni esatte. Il caso di simmetria
sferica e la soluzione di Schwarzschild. Simmetria assiale e soluzione
di Kerr.

Campo debole e onde gravitazionali: Linearizzazione delle equazioni di
Einstein. Soluzioni delle equazioni linearizzate e loro
interpretazione come "onde gravitazionali". Proprietà delle "onde
gravitazionali" e metodi sperimentali per la loro rivelazione. Formula
di quadrupolo per il calcolo dell'intensità dell'emissione di onde
gravitazionali.

Verifiche sperimentali: Le classiche verifiche sperimetali delle
equazioni di campo di Einstein: precessione del perielio di Mercurio;
deflessione gravitazionale della luce; evidenza indiretta
dell'esistenza delle onde gravitazionali dalle osservazioni sulla
Pulsar PSR 1913+16.

Cosmologia relativistica: Il paradosso di Olbers. Spazi omogenei e
metrica di Friedman-Robertson-Walker. Legge di Hubble. Termine
cosmologico nelle equazioni di Einstein. Spostamento della frequenza
della radiazione in cosmologia e modello standard
dell'universo. L'espansione cosmica ed il problema della densità di
materia.

Il problema ai valori iniziali: Formulazione delle equazioni di
Einstein nel formalisimo 3+1 e struttura Hamiltoniana. Utilizzazione
del formalismo 3+1 per la soluzione numerica dell'equazioni di
Einstein.

Bibliografia

Robert M. Wald, General Relativity (University of Chicago Press 1984)

Hans C. Ohanian e Remo Ruffini, Gravitazione e spazio tempo (Zanichelli 1997)

C. W. Misner, K. S. Thorn e J.A. Wheeler, Gravitation (WH Freeman and C. 1973)

Utili riferimenti disponibili in rete sono:

Sean M. Carroll, Lecture Notes on General Relativity (http://arxiv.org/abs/gr-qc/9712019)

Matthias Blau, Lecture Notes on General Relativity (http://www.blau.itp.unibe.ch/Lecturenotes.html)

Metodi didattici

Lezioni frontali alla lavagna

Modalità verifica apprendimento

Esame orale finale

Altre informazioni

- - -

Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile

- - -

Contatti

Numero verde

800 904 084

Segreteria studenti

Numero verde: 800 904084
E-mail: segreteria.scienze@unipr.it

Servizio per la qualità della didattica

Manager della didattica:
Dott. Marco Squarcia
Tel. +39 0521 906094
E-mail servizio smfi.didattica@unipr.it
E-mail del manager marco.squarcia@unipr.it

Presidente del corso di studio

Prof. Luigi Cristofolini
E-mail: luigi.cristofolini@unipr.it

Presidente Vicario del corso di studio

Prof.ssa Eugenia Polverini
E-mail: eugenia.polverini@unipr.it

Delegato orientamento in ingresso e per il tutorato

Prof. Danilo Bersani
E-mail: danilo.bersani@unipr.it

Prof.ssa Antonella Parisini
E-mail: antonella.parisini@unipr.it 

Prof. Francesco Cugini
E-mail: francesco.cugini@unipr.it 

Delegato orientamento in uscita

Prof. Alessio Bosio
E-mail: alessio.bosio@unipr.it

Docenti tutor

Prof.ssa Marisa Bonini
E-mail marisa.bonini@unipr.it

Prof. Stefano Carretta
E-mail stefano.carretta@unipr.it

Prof.ssa Eugenia Polverini
E-mail eugenia.polverini@unipr.it

Prof. Cristiano Viappiani
E-mail cristiano.viappiani@unipr.it

Delegati Erasmus

Prof. Bersani Danilo 
E-mail: bersani.danilo@unipr.it

Prof. Guido D'Amico
E-mail:guido.damico@unipr.it

Responsabile Assicurazione Qualità

Prof. Paolo Santini 
E-mail: paolo.santini@unipr.it 

Tirocini formativi

Prof. Alessio Bosio
E-mail alessio.bosio@unipr.it

Studenti tutor

Dott. Alessandro Testa
E-mail: alessandro.testa@unipr.it

Delegato fasce deboli

Prof. Andrea Baraldi Tel: 0521.905234
E-mail: andrea.baraldi@unipr.it