Collasso Sferico e Strutture Cosmologiche

Nella trattazione che segue si discuterà il meccanismo di formazione delle strutture a grandi scale (galassie, ammassi di galassie, ecc.), problema della Cosmologia moderna ancora oggi non del tutto risolto. Nel Capitolo 1 ci introdurremo brevemente alla Cosmologia moderna. In particolare studieremo le equazioni che governano l’Universo (equazioni di Friedmann, del fluido, di accelerazione) e studieremo il comportamento delle loro soluzioni in funzione di diversi parametri. Vedremo così l’esistenza di differenti modelli e geometrie adatti alla descrizione del Cosmo e ne elencheremo le principali caratteristiche. Nel Capitolo 2 introdurremo la teoria dell’instabilità gravitazionale. Considereremo l’Universo come un fluido stazionario dotato di una propria equazione di stato e di un sistema di equazioni capace di descriverne il comportamento, per poi studiarne l’evoluzione in presenza di piccole perturbazioni delle quantità coinvolte (densità, pressione, velocità, entropia, potenziale). Estenderemo poi l’idea ad un fluido non stazionario, in particolare ad Universi piatti descritti dall’equazione di Friedmann. Trattando un Universo iniziale prevalentemente radiativo accenneremo all’effetto di stagnazione di una perturbazione. Nel Capitolo 3 tratteremo il modello di collasso sferico, adatto a descrivere l’evoluzione di una perturbazione di densità in regime non lineare. Stabiliremo condizioni di soglia per il collasso dell’oggetto sferico sovradenso e ne analizzeremo le diverse fasi di evoluzione. Infine assumeremo l’esistenza della Costante Cosmologica L e analizzeremo nuovamente il processo di collasso, evidenziandone somiglianze e differenze con le teorie precedenti.