Kosmologie und Strukturbildung 2

Worum geht's

Du lernst Grundlagen und Techniken der kosmischen Inflation und der nichtlinearen Strukturbildung. Das Modul vermittelt, wie Inflation durch skalare Felder beschrieben wird, wie daraus die statistischen Eigenschaften der primordialen Dichteschwankungen folgen und wie schwach nichtlineare Strukturen bis hin zu gravitativen Kollaps und Bias quantitativ behandelt werden. Am Ende kannst du Inflationstheorien analysieren, Vorhersagen für Observablen ableiten und Methoden der Störungstheorie auf Strukturstatistiken anwenden.

Was du danach kannst

• Motivation und quantitative Argumente für das Paradigma der kosmischen Inflation darstellen
• Bewegungsgleichungen für das Inflaton-Feld lösen und relevante Näherungen erklären
• slow-roll Näherung auf neue Modelle anwenden und daraus Vorhersagen für Dichteschwankungen ableiten
• Spektralen Index und tensor-to-scalar ratio berechnen
• Mechanismen für isocurvature Störungen und non-Gaussianity darstellen und auf neue Szenarien anwenden
• Größe nichtlinearer Effekte für gegebene Observablen quantitativ einschätzen
• Methoden der Störungstheorie auf schwach nichtlineare Observablen anwenden
• Berechnen, wann eine Dichteschwankung zu einem gravitativ gebundenen Objekt kollabiert
• Statistische Methoden darlegen und anwenden, die biased tracer beschreiben

Aus was das Modul besteht

• VorlesungVermittlung der thematischen Struktur, technische Fertigkeiten und physikalisches Verständnis; Bezüge zur Forschung und zu Beobachtungen
• ÜbungEinüben von Techniken an Beispielen und Rechenaufgaben; Vertiefung durch Transferleistungen, Vorbereitung auf die Modulprüfung

Lehrmethode

• Vorlesung mit Folien/Grafiken und TafelanschriebStrukturierte Vermittlung der Lerninhalte, Betonung von Technik und Verständnis
• Wöchentliches Skript auf MoodleUnterstützung und Nachbereitung der Vorlesungsinhalte
• Übungsblätter mit Korrektur und interaktiver DiskussionPraktisches Einüben der Rechenmethoden und Vorbereitung auf Prüfungsfragen