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Universo anisotropo e polarizzazione della radiazione cosmica di fondo

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Anteprima della tesi: Universo anisotropo e polarizzazione della radiazione cosmica di fondo, Pagina 6
1 Il modello cosmologico standard 2
ci aspettiamo che le disomogeneità e le anisotropie locali diventino trascurabili. Il
procedimento di media spaziale in esame si è dimostrato essere assai delicato, in
quanto non soddisfa alle equazioni di Einstein ordinarie ma ad alcune equazioni
generalizzate che tengono conto degli effetti residui delle disomogeneità sulla di-
namica dell’evoluzione cosmologica (per un recente lavoro di rassegna si veda [1]).
Nel seguito di questo capitolo si farà tuttavia riferimento alla metrica FLRW come
ad una soluzione esatta delle equazioni di Einstein ordinarie nell’approssimazione
in cui le disomogeneità e anisotropie locali siano assenti o trascurabili.
Queste ipotesi, come vedremo, permettono di formulare un modello dinamico che descri-
ve un Universo in espansione (che contestualmente si raffredda) ad un ritmo controllato
dall’intensità di interazione gravitazionale: l’Universo iniziale era assai più caldo e denso
di quello attuale, dunque in grado di ospitare le reazioni termonucleari necessarie per la
produzione degli elementi ad oggi presenti nel cosmo (processo di nucleosintesi primor-
diale ad energie dell’ordine del MeV). L’espansione in termini di una geometria di tipo
FLRW, inoltre, permette di interpretare il redshift che caratterizza le sorgenti cosmiche
in funzione della loro distanza. Per ultime, le proprietà termodinamiche dell’Universo,
spiegano, secondo questo modello, la presenza di un fondo cosmico di radiazione fossile,
direttamente osservato per la prima volta circa quarant’anni fa [2], le cui proprietà sono
oggetto di misure sempre più accurate.
In questo capitolo partiremo dall’enunciato del principio cosmologico (sezione 1.1),
per poi affrontare, mediante alcune osservazioni [3], le motivazioni secondo le quali è
necessario superarlo a vantaggio di una concezione più generale e meno semplicistica
dell’Universo primordiale. Studieremo quindi la geometria FLRW (sezione 1.2), le sue
isometrie spaziali e le possibili scelte del gauge temporale, senza dimenticare qualche
cenno relativo ad alcuni effetti cinematici tipici di una geometria siffatta: lo spostamento
spettrale delle frequenze e la possibile presenza di orizzonti causali della corrispondente
varietà spazio-temporale. Nella parte centrale del capitolo (sezione 1.3), ci si concentre-
rà sulle equazioni gravitazionali che determinano la dinamica del modello cosmologico
standard, discutendo in particolare come tali equazioni possano essere poi confrontate
con le osservazioni astronomiche relative a grandi scale di distanza. Non saranno tra-
scurati i principali problemi del modello cosmologico standard (sezione 1.4): mostreremo
che alcuni di essi possono essere risolti modificando la dinamica in modo da introdurre
una fase di evoluzione accelerata, detta fase inflazionaria. Saranno dunque citati alcuni
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Informazioni tesi

  Autore: Giuseppe Iacobellis
  Tipo: Laurea II ciclo (magistrale o specialistica)
  Anno: 2011-12
  Università: Università degli Studi di Bari
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Fisica
  Relatore: Luigi Tedesco
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 141

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