Les laboratoires de recherche  LabEx ENS-ICFP  Institut de Physique Théorique Philippe Meyer  
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Le département de physique Recherche Enseignement Diffusion des connaissances
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    Faculty : Benoît Semelin
    Tutor : Jérémy Neveu
    ECTS credits : 3
    Language of instruction : English

    Description

    In the last 25 years, a number of astrophysical observations both ground-based and space-based (Cosmic Microwave Background, distant Supernovae, Baryonic acoustic oscillations, lensing) have allowed cosmology to evolve from an unconstrained theory to a well-tested model for the universe, where the main parameters are determined to a few percent accuracy. While several major gaps in our knowledge remain, such as the nature of dark matter and dark energy, the so-called ΛCDM model is currently the most successful framework for understanding the growing body of observational data.

    In this course, we will first present a simple approach to the Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) solution to the equation of General Relativity and derive the global evolution of the universe. We will then show how the physics of non-homogenous matter and radiation works out in such a framework and how it connects to observable quantities.

    Preliminary outline :

    • Expansion of the universe in the FLRW framework.
    • Classical physics of matter and radiation in an expanding universe
    • The Cosmic Microwave Background
    • Distant Supernovae as a test of cosmological expansion
    • The birth of galaxies I : linear growth of inhomogeneities
    • The birth of galaxies II : the spherical top-hat model
    • The birth of galaxies III : the distribution of galaxies
    • Baryonic Acoustic oscillations
    • The Epoch of Reionization
    • Open questions : inflation, the nature of dark matter and dark energy, etc…

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