TFNPV0009 Teplotní fluktuace CMBR

Fyzikální ústav v Opavě
zima 2022
Rozsah
2/2/0. 6 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
doc. RNDr. Jan Schee, Ph.D. (přednášející)
doc. RNDr. Jan Schee, Ph.D. (cvičící)
Garance
doc. RNDr. Jan Schee, Ph.D.
Fyzikální ústav v Opavě
Rozvrh
St 8:05–9:40 309
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
TFNPV0009/A: St 9:45–11:20 309, J. Schee
Předpoklady
(FAKULTA(FU) && TYP_STUDIA(N))
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem studia je seznámit studenty s problematikou reliktního záření. Postupně bude odvozen jeho původ a charakter. Bude diskutována problematika vzniku vekloškálových struktur a jejich vliv na vznik teplotních fluktuací reliktního záření. Studenti budou seznámení s vazbou mezi parametry kosmologickými modelů a teplotními fluktuacemi reliktního záření.
Výstupy z učení
Po absolovování kurzu bude student schopen:
- analyzovat power spectrum teplotních fluktuací reliktního záření.
- konstruovat a analyzovat vlastní modely nehomogenit kosmické látky a s tím souvisejících teplotních fluktuací reliktního záření.
- určovat parametry kosmologických modelu z teplotních fluktuací reliktního záření(Hubblův parametr, hustotní parametry,...).
Osnova
  • Osnova:
  • - Friedmanův kosmologický model. Rekombinace a povrch posledního rozptylu. Inflace.
  • - Lineární a nelineární perturbace kosmické látky. Perturbační rovnice. Nulové geodetiky a anizotropie reliktního záření.Power spektrum.
  • - Počáteční perturbace kosmické látky. Perturbace skalárního pole, generování perturbací během inflace.
  • - Anizotropie reliktního záření. Dipólová anizotropie, Sunyaevův-Zeldovichův efekt. Primární fluktuace: Sachsův-Wolfův efekt, Reesův-Sciamův efekt.
  • - Swiss-cheese model a teplotní fluktuace reliktního záření. Model vakuoly, nadplocha napojení, napojovací podmínky. Refrakce nulových geodetik na nadploše napojení.
  • - Analýza vlivu kosmologické konstanty na teplotní fluktuace KMZ procházejícího vakuolou (nehomogenitou).
  • - Perturbovaná Friedmanova metrika. Liouvilleova rovnice v perturbovaném Friedmanově vesmíru. Ultrarelativistická limita a Liouvilleova rovnice pro nulové částice.
  • - Boltzmanova rovnice a Silkův útlum.
  • - Teplotní fluktuace CMBR a určení parametrů kosmologických modelů.
Literatura
    doporučená literatura
  • Durrer, R. The Cosmic Microwave Background, Cambridge, 2008
  • Peacock, J. A. Cosmological Physics, Cambridge University Press, 1999
  • Lightman, A., Prince, R. H. Problem Book in Relativity and Gravitation, Princeton University Press, 1975
  • Weinberg, S. Cosmology,Oxford University Press, 2008
  • Misner, C. W., Thorne, K. S., Wheeler, J. A. Gravitation, Freeman, San Francisco, 1973 (2017)
Výukové metody
Přednášky. Diskuze nad zadanými problémy. Řešení zadaných domácích projektů.
Metody hodnocení
Ústní zkouška. Vypracování a obhajoba zadaného závěrešného projektu.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 2020, zima 2021, zima 2023, zima 2024.