銀河宇宙物理学Ⅱ / Dynamics of the expanding Universe and galaxy system

後期 月曜日 ２講時. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor : 千葉 柾司. 学期/Semester: 後期. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SAG-AST320J. 使用言語/Language Used in Course: 日本語.

主要授業科目/Essential Subjects

○

所属講座等

天文学講座

授業題目

膨張宇宙と銀河の動力学

Course Title

Dynamics of the expanding Universe and galaxy system

授業の目的と概要

膨張する宇宙における銀河の形成と進化過程の理論的基礎を学ぶ。
恒星系としての銀河動力学の基礎、膨張宇宙のダイナミクスの基礎を
学ぶとともに、銀河形成の基礎物理と恒星進化を基盤とする化学進化、
さらに銀河宇宙の暗黒物質とその正体に関する最近の研究について
理解する。

Purpose/Abstract

In this lecture, we study the theoretical basics for the expanding
Universe and for the formation and evolution of galaxies.
Several basic principles on the related subjects will be
lectured, including the basis of galaxy dynamics as stellar system,
observational cosmology, basic physics of galaxy formation and
chemical evolution based on stellar evolution. We will also learn
physics and nature of dark matter in the Universe.

学習の到達目標

膨張宇宙のダイナミクスと銀河動力学と形成理論の基礎を理解する。

Goal

Understand the dynamics of the expanding Universe, the basics of galaxy dynamics and galaxy formation

授業内容・方法と進度予定

銀河宇宙物理学の基礎
- 銀河天文学の基本概念
- 銀河・銀河系の構造

銀河動力学の基礎
- 銀河の重力場と恒星の軌道
- 恒星系の緩和過程
- ジーンズ方程式
- ボルツマン方程式
- 恒星系の分布関数

銀河の年代学と観測的宇宙論
- 銀河の年齢
- 膨張宇宙のダイナミクス
- 宇宙における距離
- 銀河の距離決定法

銀河形成の基礎過程
- 密度揺らぎの成長と構造形成
- 散逸系の物理と銀河形成
- 銀河の光度・色進化と化学進化
- 円盤銀河と楕円銀河の形成進化

銀河宇宙の暗黒物質
- 暗黒物質の構造
- 暗黒物質の正体
- 重力レンズで探る暗黒物質

Contentsandprogressscheduleofthe class

Basics of the physics of galaxy system in the Universe
- Basic concepts of galactic astronomy
- Structure of the Milky Way and galaxies

Basics of galactic dynamics
- Galactic potential and the orbits of stars
- Relaxation process of stellar system
- Jeans equation
- Boltzmann equation
- Distribution function of stars

Age of galaxy system and observational cosmology
- Age of a galaxy
- Dynamics of the expanding Universe
- Distances in the Universe
- Methods to determine distances to galaxies

Basics of galaxy formation
- Evolution of density fluctuations and structure formation
- Physics of baryon and galaxy formation
- Photometric and chemical evolution of galaxies
- Formation of disk and elliptical galaxies

Dark matter in the Universe
- Structure and distribution of dark matter
- Nature of dark matter
- Gravitational lensing for probing dark matter

成績評価方法

レポートと出席による。

Grading

The percentage of attendance and the submission of a report

教科書および参考書

宇宙論II －宇宙の進化
　　シリーズ現代の天文学第3巻　二間瀬 他編 2007 (日本評論社)
銀河I －銀河と宇宙の階層構造
　　シリーズ現代の天文学第4巻 谷口 他編 2007 (日本評論社)
銀河II －銀河系
　　シリーズ現代の天文学第5巻　祖父江 他編 2007 (日本評論社)

授業時間外学習

参考書による学習

Preparation and review

Reading the text books

その他

授業実施方法　対面 in-person
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