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
Opintojaksosta vastaa fysikaalisten tieteiden kandiohjelma.
Opintojakso kuuluu fysikaalisten tieteiden valinnaisiin aineopintoihin ja sen voi sisällyttää jokaisen opintosuunnan aineopintokokonaisuuteen.
Opintojakso on tarjolla muiden koulutusohjelmien opiskelijoille. Muiden koulutusohjelmien opiskelijat voivat sisällyttää opintojakson fysikaalisten tieteiden opintokokonaisuuteen (FYS1900) tai fysiikan aineopintokokonaisuuteen (FYS2700).
4. Opintojakson taso (alempi/ylempi/tohtori /eurooppalaisen viitekehyksen(EQF) tasot 6,7,8)
Kanditaso=alempi korkeakoulututkinto/EQF-taso 6
5. Opintojakson suositeltu suoritusajankohta/vaihe
Suositeltu suoritusajankohta fysikaalisten tieteiden kandiohjelmassa: 2. tai 3. opiskeluvuosi, periodi I. Katso tarkemmat opintosuuntakohtaiset ohjeet opintojen ajoitusmalleista.
6. Opintojakson järjestämisajakohta lukukauden/ periodin tarkkuudella
Opintojakso järjestetään vuosittain syyslukukaudella 1.periodissa.
7. Opintojakson laajuus opintopisteinä
5 op
8. Opintojaksosta vastaava opettaja
9. Opintojakson osaamistavoitteet
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
Kurssi suoritetaan arvosteltavaksi palautettavilla laskuharjoituksilla ja kurssikokeella.
11. Edeltävät opinnot tai edeltävä osaaminen
FYS1010 Matemaattiset apuneuvot I ja FYS1011 Matemaattiset apuneuvot II tai vastaavat tiedot (derivointi, integrointi, tavallisten differentiaaliyhtälöiden ratkaiseminen). Newtonin mekaniikan ja painovoimalain perusteiden osaaminen. FYS2004 Suhteellisuusteorian perusteet.
12. Suositeltavat valinnaiset opinnot
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 Kvanttistatistiikka ja PAP335 General Relativity.
13. Opintojakson sisältö
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
Luentomoniste kurssin kotisivulla http://www.courses.physics.helsinki.fi/teor/cosmology/
15. Oppimista tukevat aktiviteetit ja opetusmenetelmät
Viikottaiset luennot, opiskelijan itsenäinen työskentely, viikoittain palautettavat laskuharjoitukset. Laskuharjoitukset palautetaan assistentille, joka pisteyttää ne.
16. Arviointimenetelmät ja –kriteerit sekä arvosteluasteikko
Arvosteluasteikko 0-5.
Arvosanan määräytyminen (Fysiikan perusopetuksen pelisäännöt).
17. Opetuskieli
-englanti