Moduł oferowany także w ramach programów studiów:
Informacje ogólne:
Nazwa:
Elementy kosmologii współczesnej
Tok studiów:
2018/2019
Kod:
JFT-1-023-s
Wydział:
Fizyki i Informatyki Stosowanej
Poziom studiów:
Studia I stopnia
Specjalność:
-
Kierunek:
Fizyka Techniczna
Semestr:
0
Profil kształcenia:
Ogólnoakademicki (A)
Język wykładowy:
Polski
Forma i tryb studiów:
Stacjonarne
Strona www:
 
Osoba odpowiedzialna:
dr Płazak Tomasz (plazak@agh.edu.pl)
Osoby prowadzące:
dr Płazak Tomasz (plazak@agh.edu.pl)
Krótka charakterystyka modułu

Po zaliczeniu modułu student zna przebieg ewolucji wszechświata i rozumie jego związek z fundamentalnymi prawami fizyki – łącznie z najnowszymi odkryciami jak Ciemna Materia i Ciemna Energia

Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń)
Wiedza
M_W001 Rozumie prawa fizyki organizujące porządek wszechświata. FT1A_W04, FT1A_W05, FT1A_W03, FT1A_W01 Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
M_W002 Rozumie przebieg zjawisk zachodzących w trakcie ewolucji wszechświata od jego początków do stanu obecnego. FT1A_W04, FT1A_W05, FT1A_W03, FT1A_W01 Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Umiejętności
M_U001 Potrafi analizować zjawiska zachodzące we wszechświecie i powiązać je z ogólnymi prawami fizyki. FT1A_U03, FT1A_U01, FT1A_U05, FT1A_U04, FT1A_U02 Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi zrozumiale i ciekawie przekazywać informacje o wszechświecie w ramach wykładów, pogadanek, prezentacji i kontaktów towarzyskich. FT1A_K03, FT1A_K02 Kolokwium,
Aktywność na zajęciach
Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć
Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć
Wykład
Ćwicz. aud
Ćwicz. lab
Ćw. proj.
Konw.
Zaj. sem.
Zaj. prakt
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Inne
E-learning
Wiedza
M_W001 Rozumie prawa fizyki organizujące porządek wszechświata. + - - - - - - - - - -
M_W002 Rozumie przebieg zjawisk zachodzących w trakcie ewolucji wszechświata od jego początków do stanu obecnego. + - - - - - - - - - -
Umiejętności
M_U001 Potrafi analizować zjawiska zachodzące we wszechświecie i powiązać je z ogólnymi prawami fizyki. + - - - - - - - - - -
Kompetencje społeczne
M_K001 Potrafi zrozumiale i ciekawie przekazywać informacje o wszechświecie w ramach wykładów, pogadanek, prezentacji i kontaktów towarzyskich. + - - - - - - - - - -
Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć)
Wykład:
Zarys kosmologii współczesnej

1.Krzywizna,tensory,geometria Riemanna.Równania Einsteina OTW.
2.Rozwiązanie Schwartzschilda.Czarne dziury.Procesy Penrose’a i Hawkinga.
3.Zasada kosmologiczna i metryka Robertsona-Walkera.Równania Friedmanna. Równanie cieczy, materia pyłowa.
4.Rozwiązania równań Friedmanna. Wiek wszechświata. Stała kosmologiczna i równania Friedmanna-Lemaitre’a.Dyskusja modeli.
5.Równowaga termodynamiczna. Odłączenie się neutrin,współczynniki populacyjne.
6.Produkcja helu i lekkich pierwiastków, wnioski o liczebności rodzajów neutrin oraz o
7.Problemy horyzontu, płaskości i monopoli. Od idei unifikacji oddziaływań przez pola Higgsa i teorie GUT do SŁS. Gwałtowna inflacja wszechświata i jej cechy. Problem zgodności z pomiarową wartością
8.Kwestia osobliwości początkowej, wartości planckowskie i era Plancka. Czy wszechświat ma ukryte wymiary? Od Kałuży-Kleina po superstruny i brany.
9.Próby wyjścia poza kosmologię standardową. Dziwne zgodności liczbowe – za i przeciw zasadzie antropicznej. Kwestia zmienności stałych fundamentalnych.
10.Duże odległości. Obliczanie odległości właściwej i prędkości recesji, odległość jasnościowa i kątowa. Horyzonty cząstek i zdarzeń.
11.Parametr deceleracji i równania Friedmanna-Lemaitre’a. Badanie zależności “przesunięcie-jasność”, formuły Mattiga i Goobara. Supernowe Ia jako świece standardowe. Odkrycie akceleracji wszechświata, realności stałej kosmologicznej oraz ciemnej energii dominującej wszechświat wraz z pomiarem wartości (nagroda Nobla r.2012).
12.Badania anizotropii promieniowania reliktowego, kwestia zaburzeń gęstości i struktur. Pomiary COBE,anizotropie drobnoskalowe (nagroda Nobla). Pomiary WMAP, “akustyka” wczesnego wszechświata (widmo mocy, składowe harmoniczne)- spójność kosmologii osiągnięta
13.Problem natury składników wszechświata. Kwestia ciemnej materii (masy) – możliwości, cząstki supersymetryczne. Kwestia ciemnej energii – problem energii próżni, idee kwintesencji itp. jako próbne podejścia badawcze.
14.Osiągnięty paradygmat rozumienia wszechświata. Problemy i wyzwania. “Złoty wiek” kosmologii pomiarowej. Fenomen poznawalności (matematyczności) wszechświata a fenomen poznającej istoty ludzkiej.

Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS)
Forma aktywności studenta Obciążenie studenta
Sumaryczne obciążenie pracą studenta 130 godz
Punkty ECTS za moduł 5 ECTS
Udział w wykładach 45 godz
Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe 5 godz
Samodzielne studiowanie tematyki zajęć 52 godz
Przygotowanie do zajęć 28 godz
Pozostałe informacje
Sposób obliczania oceny końcowej:
Obok oceny z kollokwium zaliczeniowego istotnym czynnikiem promującym jest aktywność na wykładach – plusy za zadawanie pytań oraz odpowiedzi na moje pytania (minusów nie stawiam)
Wymagania wstępne i dodatkowe:
Wcześniejsze zaliczenie modułu “Wprowadzenie do astrofizyki i kosmologii”
Zalecana literatura i pomoce naukowe:
1.A.Liddle “Introduction to Cosmology” (second edition) 2.L.Sokołowski “Ewolucja wszechświata” 3.J.Kreiner “Astronomia z astrofizyką” 4.A.C.Phillips “The Physics of Stars” (second edition) – fragmenty
Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu:

Bezpośrednio związane z tematyką modułu jest przede wszystkim:
1. Rozprawa doktorska (praca wyróżniona) “Kosmologia w nauczaniu akademickim. Problemy elementaryzacji modeli wszechświata”, Kraków, r.2001
a także:
2. “Światło i kosmos”, Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego, r.2007
3. “Kosmologia w ramach wykładów fizyki – dlaczego, co i jak wykładać?” XII Konferencja Nauczania Fizyki, Poznań, r.1998

Informacje dodatkowe:

Przychodzenie na wykłady nie jest obowiązkowe, ale w istocie i praktyce powinno być przyjemnością (poznawczą) – a także w praktyce niezastąpionym źródłem przygotowania do egzaminu (wobec braku odpowiedniego podręcznika). Z tego też względu nieobecność na kilku wykładach wymaga od studenta samodzielnego opanowania treści tych wykładów i jego zaliczenia w formie i terminie wyznaczonym przez prowadzącego