Inleiding tot de kosmologie

Ga naar: navigatie, zoeken

Samenvattingen

Klik hier om de samenvattingen te bekijken

Algemeen

Dit vak wordt hoofdzakelijk door prof. Waelkens gegeven. Het theoretischer stuk over slowly rolling scalar field (eind ho 3) wordt in twee lessen gegeven door prof. Craps van de VUB.

Het exaam bestaat (althans in 2009) uit 4 vragen, die je schriftelijk mag voorbereiden en dan mondeling komt verdedigen: 1 over het stuk van prof. Craps (ook door hem afgenomen) en 3 over het stuk van prof. Waelkens. Het exaam is volledig gesloten boek, wat misschien angstaanjagend lijkt; maar "the big picture" zien en begrijpen hoe alles ineen zit is veel belangrijker dan elk klein detail en getal vanbuiten leren, zoals gewoonlijk. Je hebt ook meer dan voldoende tijd om je vragen schriftelijk voor te bereiden, het loont om dan al eens wat verder na te denken over welke bijvragen er zouden kunnen komen over die vragen.

Examens

Examen 6 september 2012

Waelkens (14p)

  • Bespreek de methodes om tot een accurate bepaling vd Hubble parameter te komen (/4pts)
  • Bespreek de resultaten van de WMAP satteliet. Wat kan PLANCK daar nog aan toevoegen? (/6pts)
  • Hoe is men er toe gekomen dat een aanzienlijke massa van het universum uit donkere materie bestaat? (/4pts)

Craps (6p)

  • Use the action to derive the equation of motion of the scalar field phi(t,x^dot) in a flat LFRW universe.What does the equation of motion reduce to if V(phi) is homogenous. (/3pts)
  • Inflation predicts a nearly scalar invarious spectrum of density pertubations. Give the 2 main reasons why this is a very important result. (/2pts)
  • Power spectrum of scalar field pertubations in slow roll inflation. Why is this directly related to the power spectrum of density pertubations? (/1pt)

Examen 23 juni 2010

Waelkens (14p)

  • Discuss the different evidences for dark matter (/5pts)
  • In which way can one derive different cosmological parameters from the frequency and intensity of the CMB? (/5pts)
  • The max velocity of matter is c, and 13.7 Gyr ago everything was together in the big bang. The radiation of the CMB travels with the velocity of light. Why is it possible that we can see it, and that it did not already pass us? You may chose in which way you want to explain this to or a 10 year old kid, a student of a different master or a 75 old person. (/4pts)

Craps (6p)

  • Use the formula for f(x), the Gaussian expectation value of 2 fourier coefficients to calculate the 2 point correlation function. (Both equations were given)
  • Why is the power spectrum of the perturbed scalar field in slow roll inflation related to the power spectrum of density perturbations? (Use equations to proof this)
  • Why is statistics necessary to compare the CMB to theoretical predictions?

Examen juni 2010

Waelkens (14p)

  • Derive the formula for the redshift
  • Why is the observation of the cosmological constant a relief for astrophysicists and a problem for theoretical physicists?
  • How can the He abundance tell us about the conditions of the early Universe?

Craps (6p)

  • What is the value of the pressure in the slow-roll model. Compare to the value in the regular model.
  • An exercise done in the class

Examen 9 juni 2009, 14:00

  • Geef de argumenten waarom kosmologen beweren dat "donkere energie" of een "kosmologische constante" inderdaad optreedt in het heelal.
  • Bespreek de nucleosynthese in het vroege geval in het kader van de oerknaltheorie.
  • Op 14 mei werd Planck gelanceerd. Dit experiment heeft een grotere gevoeligheid en een beter ruimtelijk oplossen vermogen dan WMAP. Welke vooruitgang verwacht u daarvan?
  • (Craps) Gegeven: Friedman vergelijkingen, algemene energy-momentum tensor van een scalair veld, en de vorm van de energy-momentum tensor voor een perfecte fluid (nl. diag(rho, a^2P, a^2P, a^2P)).
    • Show that a slowly rolling homogeneous scalar field in a flat FRW universe leads to accelerated expansion.
    • Discuss briefly two important applications of slowly rolling scalar fields in cosmology.