1. Opintojakson nimi
Kosmologia I
Kosmologi I
Cosmology I
2. Opintojakson tunniste (koodi)
FYS2081
Aikaisemmat leikkaavat opintojaksot 53757 Kosmologia I, 5 op.
3. Opintojakso pakollisuus/valinnaisuus
-mikä koulutusohjelma vastaa opintojaksosta
-mihin opintokokonaisuuteen opintojakso kuuluu
-onko opintojakso tarjolla muiden koulutusohjelmien opiskelijoille
4. Opintojakson taso (alempi/ylempi/tohtori /eurooppalaisen viitekehyksen(EQF) tasot 6,7,8)
Kanditaso=alempi korkeakoulututkinto/EQF-taso 6
5. Opintojakson suositeltu suoritusajankohta/vaihe
-suoritusajankohtaa voidaan suositella esim. tiettyjen opintojaksojen suorittamisen jälkeen
6. Opintojakson järjestämisajakohta lukukauden/ periodin tarkkuudella
-järjestetään kevät- tai syyslukukaudella, tai molemmilla
-mainitaan, mikäli opintojaksoa ei järjestetä joka vuosi
-periodi
7. Opintojakson laajuus opintopisteinä
5 op
8. Opintojaksosta vastaava opettaja
9. Opintojakson osaamistavoitteet
-mitä opintojakson suorittanut osaa
- ks. osaamiskartta https://flamma.helsinki.fi/content/res/pri/HY348496
Ymmärtää Robertson-Walker -geometrian ja osaa laskea geometrian, ajan ja punasiirtymän yhteydet Friedmann-Robertson-Walker -kosmologiassa. Tuntee varhaisen maailmankaikkeuden tapahtumahistorian ja osaa tehdä siihen liittyviä laskuja heliumtuotosta, jäljellä jäävistä pimeän aineen ja neutriinojen määristä ja taphtumien kuten nukleosynteesin ja rekombinaation ajankohdasta.
10. Opintojakso toteutus
-toteutetaanko opintojakso lähiopetuksena vai onko mahdollisuus suorittaa etänä
-mikäli opintojaksolla tai sen joissain osissa on läsnäolovaatimuksia (esim. X% läsnäoloa
vaaditaan)
-suoritusmuodot
Kurssi suoritetaan arvosteltavaksi palautettavilla laskuharjoituksilla ja kurssikokeella.
11. Edeltävät opinnot tai edeltävä osaaminen
-mitä opintojaksoja tai opintokokonaisuuksia tulee olla suoritettu ennen tätä
opintokokonaisuutta tai mitä osaamista edellytetään
Matemaattiset apuneuvot I ja II tai vastaavat tiedot (derivointi, integrointi, tavallisten differentiaaliyhtälöiden ratkaiseminen). Newtonin mekaniikan ja painovoimalain perusteiden osaaminen. Suhteellisuusteorian perusteet.
12. Suositeltavat valinnaiset opinnot
-mitä muita opintojaksoja tämän lisäksi suositellaan suoritettavaksi
-mitkä muut opintojaksot tukevat tämän opintojakson tuottaman osaamisen kehittymistä
Kurssi on suunniteltu suoritettavaksi kolmannen opiskeluvuoden syksyllä ja jo toinenkin opiskeluvuosi voi tulla kyseeseen. Kurssilla vedotaan yleisen suhteellisuusteorian ja kvanttistatistiikan suhteellisen yksinkertaisiin tuloksiin, jotka esitellään ennen niiden käyttöä, niin että näitä kursseja ei edellytä. Opiskelija, joka kaipaa näiden tulosten kunnollista johtamista perusteista, voi suorittaa nämä vaativammat kurssit FYS2019 ja PAP335.
13. Opintojakson sisältö
-kuvaus opintojakson sisällöstä
Punasiirtymä ja avaruuden laajeneminen.
Homogeeninen ja isotrooppinen (Robertson-Walker) aika-avaruuden geometria ja sen laajenemisyhtälöt (Friedmannin yhtälöt)
Homogeeniset ja isotrooppiset (Friedmann-Robertson-Walker) maailmakaikkeuden mallit.
Aika ja etäisyys kosmologiassa (mukanalaajeneva, kulmahalkaisija- ja luminositeettietäisyys).
Kosmologiset parametrit.
Varhaisen maailmankaikkeuden tapahtumat. Termodynaaminen tasapaino. Hiukkaslajien annihilaatiot ja irtikytkeytymiset. Ydinsynteesi; atomien ja kosmisen taustasäteilyn syntyminen.
Pimeä aine.
14. Suositeltava tai pakollinen kirjallisuus
-mitä kirjallisuutta ja aineistoja opintojaksoon liittyy (kirjallisuusluettelo)
-mikä kirjallisuudesta on pakollista ja mitä suositellaan oheislukemistoksi
Luentomoniste kurssin kotisivulla http://www.courses.physics.helsinki.fi/teor/cosmology/
15. Oppimista tukevat aktiviteetit ja opetusmenetelmät
-ks. osaamiskartta https://flamma.helsinki.fi/content/res/pri/HY348496
-opiskelijan toiminta/teot
-miten opettajan toiminta kirjataan?
Viikottaiset luennot, opiskelijan itsenäinen työskentely, viikoittain palautettavat laskuharjoitukset. Laskuharjoitukset palautetaan assistentille, joka pisteyttää ne.
16. Arviointimenetelmät ja –kriteerit sekä arvosteluasteikko
-ks. osaamiskartta https://flamma.helsinki.fi/content/res/pri/HY348496
-arviointimenetelmät ovat kiinteässä yhteydessä osaamistavoitteisiin ja opintojakson
opetusmenetelmiin
Arvosanan määräytyminen (Fysiikan perusopetuksen pelisäännöt).
17. Opetuskieli
-englanti