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402-0394-00L 10 Credits MSC D-PHYS , D-MATH
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Theoretical Cosmology

Lecturers & Examiners: Prof. Dr. Leonardo Senatore
VVZ CR n/a

Last Updated: 2026-06-01 11:33:37

Abstract

This is the second of a two course series which starts with "General Relativity" and continues in the spring with "Theoretical Cosmology", where the focus will be on applying general relativity to cosmology as well as developing the modern theory of structure formation.

Objective

Learning the fundamentals of modern physical cosmology. This entails understanding the physical principles behind the description of the homogeneous Universe on large scales in the first part of the course, and moving on to the inhomogeneous Universe model where perturbation theory is used to study the anisotropies of the Cosmic Microwave Background and the development of structure through gravitational instability in the second part of the course. Modern notions of dark matter and dark energy will also be introduced and discussed.

Content

The course will cover the following topics: - Homogeneous cosmology - Thermal history of the universe, recombination and nucleosynthesis - Dark matter and Dark Energy - Inflation - Cosmological Perturbation theory - Model of structure formation and initial conditions from Inflation - Cosmic microwave background anisotropies - Large scale structure and cosmological probes

Resources

Literature

The main of reference is: S. Dodelson and F. Schmidt: Modern Cosmology Other suggested textbooks: H.Mo, F. Van den Bosch, S. White: Galaxy Formation and Evolution S. Carroll: Space-Time and Geometry: An Introduction to General Relativity Other reference books: S. Weinberg: Gravitation and Cosmology V. Mukhanov: Physical Foundations of Cosmology E. W. Kolb and M. S. Turner: The Early Universe N. Straumann: General relativity with applications to astrophysics A. Liddle and D. Lyth: Cosmological Inflation and Large Scale Structure

Learning Materials (Links)

General Information

Language
English
Levels
MSC
Frequency
Yearly recurring

Examination

Type
session examination
Mode
oral 30 minutes

Course Components

Type Title Time & Place Hours
lecture Theoretical Cosmology
  • Thu 09:45-11:30 (HPV G 4)
  • Fri 13:45-15:30 (HPV G 5)
4 h weekly
exercise Theoretical Cosmology
Exercises start in the second week of the semester.
  • Tue 09:45-11:30 (HIT K 52)
  • Wed 15:45-17:30 (HIT K 52)
  • Thu 07:45-09:30 (HIT H 51)
2 h weekly

Offered In

  • Mathematik Master
    • Anwendungsgebiet (Nur für das Master-Diplom in Angewandter Mathematik erforderlich und anrechenbar. In der Kategorie Anwendungsgebiet für den Master in Angewandter Mathematik muss eines der zur Auswahl stehenden Anwendungsgebiete gewählt werden. Im gewählten Anwendungsgebiet müssen mindestens 8 KP erworben werden. Kreditpunkte aus anderen Anwendungsgebieten sind nicht für weitere Anwendungsgebiete anrechenbar.)
      • Theoretical Physics (Im Master-Studiengang Angewandte Mathematik ist auch 402-0204-00L Elektrodynamik als Fach im Vertiefungsgebiet Theoretical Physics anrechenbar, aber nur unter der Bedingung, dass 402-0224-00L Theoretische Physik nicht angerechnet wurde oder wird (weder im Bachelor- noch im Master-Studiengang). Wenden Sie sich für die Kategoriezuordnung nach dem Verfügen des Prüfungsresultates an das Studiensekretariat ( ).)
  • Physik Master
    • Kernfächer (Maximal ein Kernfach aus dem Angebot für Bachelorstudierende in Physik (BSc Reglement 2021) kann als Wahlfach angerechnet werden. Für die Kategoriezuordnung lassen Sie bei der Prüfungsanmeldung "keine Kategorie" ausgewählt und wenden Sie sich nach dem Verfügen des Prüfungsresultates an das Studiensekretariat."( ).)
  • Hochenergie-Physik MSc (Joint Master mit IP Paris)