An Overview of General Relativity and Space-Time
di Nicola Vittorio
CRC Press – Taylor and Francis group, 2022
Abstract
This textbook equips Masters’ students studying Physics and Astronomy with the necessary
mathematical tools to understand the basics of General Relativity and its applications. It begins by reviewing classical mechanics with a more geometrically oriented language, continues with Special Relativity and, then onto a discussion on the pseudo-Riemannian space-times. Applications span from the inner and outer Schwarzschild solutions to gravitational wave, black holes, spherical relativistic hydrodynamics, and Cosmology. The goal is to limit the abstract formalization of the problems, to favor a hands-on approach with a number of exercises, without renouncing to a pedagogical derivation of the main mathematical tools and findings.
Features
- Provides a self-contained introduction to General Relativity and to its standar applications.
- Presents readers with all the tools necessary for further learning and research in the field.
- Accessible to readers with just foundational knowledge of linear algebra and Lagrangian mechanics.
Cosmology
di Nicola Vittorio
CRC Press – Taylor and Francis group, 2017
In sintesi
La cosmologia moderna è cambiata in modo significativo nel corso degli anni, dall’era della scoperta a quella delle misurazioni sempre più precise. I dati a noi ora disponibili ci fanno godere di una grande ricchezza di informazioni, resa consistente soprattutto da un modello in cui la materia oscura e l’energia oscura sono approssimativamente proporzionate in scala 3:7. È il momento giusto per un nuovo libro di testo che illustri le avanguardie della cosmologia.
Questo nuovo testo consente agli studenti, laureati e non, di addentrarsi nelle più recenti scoperte e risultati sperimentali del campo, e ci mostra cosa si intende per “precisione” in cosmologia, sia attraverso una prospettiva sia teorica che osservazionale.
Il libro si divide in tre parti principali:
- La prima parte presenta una discussione generale, ma rigorosa, sui modelli cosmologici, mostrando delle prove su l’energia oscura, i vincoli della nucleosintesi primordiale e il need for inflation.
- La seconda parte introduce le densità di fluttuazione e la loro descrizione statistica, trattando diversi scenari teorici, come la CDM o altre osservazioni.
- La terza parte introduce un approccio alla relatività generale alla formazione delle strutture ed esamina la fisica dietro la temperatura della CMB e lo schema di polarizzazione delle microonde del cielo.
Professione formatore in didattica delle scienze
Testimonianze del master tenuto presso l’Università di Roma “Tor Vergata”
a cura di F. Berrilli, L.M. Catena, O. Rickards, F. Rocca, N. Vittorio
Mondadori Università , 2017
In sintesi
Il Master di II livello «Professione Formatore in Didattica delle Scienze», attivo presso l’Università degli Studi di Roma «Tor Vergata», è finalizzato alla formazione in servizio dei docenti della scuola secondaria, di primo e secondo grado, con l’intento di arricchirne il profilo professionale e di fornire un titolo post lauream. Il Master ha lo scopo di formare dei tutor/formatori con competenze specifiche sulla didattica laboratoriale e l’uso di nuove tecnologie. Il Master, progettato con la scuola per la scuola, è volto alla formazione di formatori: insegnanti in grado di proporre ad altri docenti temi da sviluppare per un insegnamento innovativo delle scienze sperimentali, mediante percorsi «verticali» e interdisciplinari, utilizzando il metodo laboratoriale. Questo volume, attraverso specifici contributi disciplinari e la parziale pubblicazione del lavoro di tesi di alcuni corsisti, vuole testimoniare le attività realizzate durante la I edizione del Master e i Corsi sulla modalità di formazione dei formatori.
L’insegnamento della matematica e delle scienze nella società della conoscenza
Il Piano Lauree Scientifiche (PLS) dopo 10 anni di attivitÃ
a cura di G. Anzellotti, L.M. Catena, M. Catti, U. Cosentino, J. Immé, N. Vittorio
Mondadori Università , 2014
In sintesi
A dieci anni di distanza dalla sua nascita, il Piano Lauree Scientifiche (PLS), promosso e finanziato dal MIUR, ha contribuito a modificare lo stereotipo delle discipline scientifiche percepite come aride, impegnative e con limitati sbocchi professionali. Il convegno nazionale del PLS, organizzato a Città della Scienza (NA) il 12-13 Dicembre 2013, ha permesso un’analisi critica sull’insegnamento delle scienze e sull’acquisizione da parte dei giovani di una piena cittadinanza scientifica. Questo volume vuole testimoniare l’ampiezza e le qualità delle attività PLS per l’orientamento formativo degli studenti delle scuole secondarie di II grado, per la crescita professionale degli insegnanti e per l’accesso ai corsi universitari dell’area scientifica.
 30 anni di dottorato di ricerca in Italia
L’ora del 2+3
di N. Vittorio, G. Cerri
Exorma Edizioni, 2014
In sintesi
Il dottorato di ricerca compie quest’anno, in Italia, trent’anni di vita.
Nato con premesse di modernità e visioni strategiche di raccordo col mondo produttivo, ma poi sacrificato a prospettive talvolta poco lungimiranti e indebolito dalla progressiva riduzione delle risorse, esso ha regalato migliaia di giovani ad atenei e istituzioni straniere.
La formazione di ognuno di loro costa allo Stato italiano centinaia di migliaia di euro.
Questo studio è una preziosa “istantanea” sul dottorato di ricerca: la sua nascita e il suo lento sviluppo, tra entusiasmi, polemiche e molte ombre; la sua incidenza sul mondo della ricerca, del lavoro e sulle grandi aziende. Si confronta con quello che sta accadendo in Europa, guardando anche al resto del Mondo.
Un interessante apparato finale riporta cifre e dati di comparazione, documenti emanati negli anni dai vari enti coinvolti e il testo del Regolamento pubblicato in Gazzetta Ufficiale nel febbraio 2013 per fornire uno stato dell’arte del dottorato di ricerca in Italia.
Gravitation
From the Hubble Length to the Planck Length
a cura di I. Ciufolini, E. Coccia, V. Gorini, R. Peron, N. Vittorio
Taylor & Francis Inc., 2010
In sintesi
Nonostante la gravità sia la forza dominante nella natura delle grandi distanze (dalle scale intermedie fino alla lunghezza di Hubble), è quella più debole nella fisica delle particelle, anche se torna ad essere importante su scale molto piccole (come la misura di Planck). Le condizioni create negli acceleratori di particelle sono simili a quelle dei primordi dell’universo. Mentre la fisica delle particelle offre l’intuizione dell’universo primordiale, c’è bisogno di capire la gravità agli estremi delle grandi e piccole distanze per comprendere pienamente la cosmologia e gli sviluppi dell’universo. Gravitation: from the Hubble length to the Planck length soddisfa questo bisogno dandoci un quadro generale di astrofisica relativistica, fisica dell’universo primordiale, cosmologia, e la loro interfaccia con la fisica delle particelle. Scritto da esperti internazionali, questo testo di riferimento presenta le più recenti informazioni ottenute sul campo della relatività classica, l’astrofisica e la fisica delle particelle sia teorica che sperimentale. L’introduzione imposta il contesto degli argomenti di cui parleranno i capitoli successivi. I capitoli copriranno un esteso insieme di argomenti, da dalle raffinate tecniche sperimentali usate nella fisica gravitazionale alla cosmologia e la frontiera della quantistica. Il libro si conclude con una discussione riguardante la connessione tra particelle, campi, stringhe e brane. Tutto questo mostra come la gravità gioca un ruolo fondamentale nell’astronomia, l’astrofisica e la cosmologia esplorando i domini del microscopico, come i buchi neri, fino ad arrivare ai superammassi di galassie che formano il tessuto in grande scala del cosmo ai giorni nostri. Inoltre, concentrandosi sia teoricamente che sperimentalmente sulle origini della gravità , Gravitation dimostra di essere un’inestimabile risorsa per le ricerche scientifiche presenti e future.
Innovare Crescere Competere: le sfide del dottorato di ricerca
di Claudi Bordese; Enrico Predazzi; Nicola Vittorio
Casa Editrice Il Sole 24 Ore, 2008
In sintesi
Il dottorato di ricerca è la risposta alle necessità di innovazione, crescita e produttività , il prodotto finito dell’alta formazione al servizio di un paese che sappia valutare le sue risorse, e non sprecarle. Questo volume porta alla ribalta la situazione degli studi dottorali in Italia, in assoluto e in confronto con il resto del mondo. L’obiettivo è quello di evidenziare l’importanza di questo percorso di studi, in un mondo sempre più dipendente dalla conoscenza scientifica e dall’alta tecnologia. Si testimonia come la ricerca, grazie alla sua spinta innovativa concretizzata in pubblicazioni e brevetti, sia il motore della crescita economica e della competitività , e quale sia in tale contesto la collocazione del “Sistema Italia”. Pur se ricco di talenti, il Bel Paese si dimostra carente dal punto di vista degli investimenti, anche per il limitato sostegno del settore privato a un già incerto e inadeguato sostegno pubblico. Si analizzano l’articolazione degli studi dottorali in Italia, la mobilità della ricerca e la sua integrazione con quella internazionale, nonché le prospettive occupazionali dei dottori di ricerca. Un esame sul ruolo delle economie asiatiche in rapida crescita sottolinea la necessità di interventi urgenti e prelude a un breve resoconto sul ruolo dell’Unione europea e delle sue istituzioni nel futuro della ricerca.
Il Cantiere aperto della Didattica
Una strategia di innovazione oltre le riforme
a cura di Mario Morcellini e Nicola Vittorio
Casa Editrice Pensa Multimedia, 2007
In sintesi
Lo studio promosso dalla Direzione Generale per l’Università del Ministero e della Ricerca e dalla Facoltà di Scienze della Comunicazione della Sapienza si focalizza sul riformismo didattico nella XIV Legislatura e sui cambiamenti organizzativi e culturali introdotti nel mondo accademico da nuove norme fondate sull’autonomia e sulla responsabilità delle scelte.
Dalla revisione delle classi di laurea alla nuova mappa di “requisiti necessariâ€, la prima parte del volume ricostruisce il quadro dei vincoli e opportunità delineato dall’attuazione dell’autonomia didattica, anche nella transizione alla XV Legislatura. Inoltre alcuni contributi delle Conferenze dei Presidi analizzano l’impatto dei nuovi ordinamenti in specifiche aree disciplinari, testimoniando il clima di confronto sui paradigmi della formazione e sulla cultura della riforma favorito dall’innovazione normativa.
Il capitolo conclusivo presenta, infine, i primi risultati di una ricerca intervento sull’autonomia didattica promossa alla Sapienza dalla Facoltà di Scienze della Comunicazione, con uno specifico zoom sulla rappresentazione della riforma offerta dalla stampa italiana e, di fatto, sui “luoghi comuni†dominati nel discorso pubblico.
Physics: from School to the Job Market
Proceedings of the Workshop – Varenna, 17-18 June 2005
a cura di G.F. Bassani, E. Predazzi, N. Vittorio
Società Italiana di Fisica, 2005
In sintesi
Numero speciale del Giornale di Fisica dedicato ai proceedings del Workshop Physics: From School to the Job Market tenuto a Varenna in occasione del WYP nel 2005.
Si tratta di uno studio sul mondo del lavoro per i fisici in riferimento all’Europa e il Regno Unito riportando varie statistiche sulle prospettive di occupazione e del compenso di dottorato e post-dottorato nelle compagnie private, organizzazioni pubbliche e università ; Tratta inoltre del declino di interesse nel confronti degli studi scientifici e dei problemi generici nelle facoltà scientifiche.
Gravity
From the Hubble Length to the Planck Length
a cura di I. Ciufolini, E. Coccia, V. Gorini, R. Peron, N. Vittorio
Institute of Physics Publishing, 2004
In sintesi
Nonostante la gravità sia la forza dominante nella natura delle grandi distanze (dalle scale intermedie fino alla lunghezza di Hubble), è quella più debole nella fisica delle particelle, anche se torna ad essere importante su scale molto piccole (come la misura di Planck). Le condizioni create negli acceleratori di particelle sono simili a quelle dei primordi dell’universo. Mentre la fisica delle particelle offre l’intuizione dell’universo primordiale, c’è bisogno di capire la gravità agli estremi delle grandi e piccole distanze per comprendere pienamente la cosmologia e gli sviluppi dell’universo. Gravitation: from the Hubble length to the Planck length soddisfa questo bisogno dandoci un quadro generale di astrofisica relativistica, fisica dell’universo primordiale, cosmologia, e la loro interfaccia con la fisica delle particelle. Scritto da esperti internazionali, questo testo di riferimento presenta le più recenti informazioni ottenute sul campo della relatività classica, l’astrofisica e la fisica delle particelle sia teorica che sperimentale. L’introduzione imposta il contesto degli argomenti di cui parleranno i capitoli successivi. I capitoli copriranno un esteso insieme di argomenti, da dalle raffinate tecniche sperimentali usate nella fisica gravitazionale alla cosmologia e la frontiera della quantistica. Il libro si conclude con una discussione riguardante la connessione tra particelle, campi, stringhe e brane. Tutto questo mostra come la gravità gioca un ruolo fondamentale nell’astronomia, l’astrofisica e la cosmologia esplorando i domini del microscopico, come i buchi neri, fino ad arrivare ai superammassi di galassie che formano il tessuto in grande scala del cosmo ai giorni nostri. Inoltre, concentrandosi sia teoricamente che sperimentalmente sulle origini della gravità , Gravitation dimostra di essere un’inestimabile risorsa per le ricerche scientifiche presenti e future.
Galaxy Formation
Proceedings of the International School of Physics “Enrico Fermi”
a cura di Joe Silk and Nicola Vittorio
Società Italiana di Fisica, Bologna, 1995
Dall’introduzione
Ottanta studenti, provenienti da sedici stati, sulle rive del solare Lago di Como che ascoltano una notevole serie di lezioni sulla formazione delle galassie. Le lezioni sono state scelte dai pionieri in questo campo che si sta sviluppando molto rapidamente. La formazione delle galassie è uno dei più grandi misteri irrisolti della cosmologia e pone una delle più grandi sfide in ambito scientifico. Le nuove generazioni di telescopi e di rivelatori ci forniscono dei dati che sondano l’universo fino alle sue più ignote profondità . Comprendere questi dati richiede l’amalgama di specialità astronomiche che si muovono su tanti argomenti quali la formazione delle stelle, la materia interstellare, radiazioni delle galassie, ammassi di raggi X, quasar, cosmologia inflazionistica e la radiazione cosmica di fondo.
Meccanica e termodinamica
di Adalberto Bonincontro; Nicola Vittorio
Casa Editrice CEA, 1992
In sintesi
Il testo è rivolto agli studenti del primo anno dei corsi di Laurea di indirizzo scientifico in cui l’insegnamento della Fisica Generale è biennale.
Gli argomenti sono presentati in modo intuitivo sfruttando l’esperienza comune. Nondimeno, la derivazione formale delle varie leggi è completa e rigorosa nella tradizione di insegnamento delle Università italiane.
Un ragionamento e il conseguente sviluppo matematico sono ripresi più volte in maniera sempre più estesa. In tal modo lo studente può arrivare alla piena comprensione e assimilazione di un concetto anche complicato, senza dover subire l’impatto di una trattazione subito complessa.
The Cosmic Microwave Background: 25 Years later
a cura di Nazareno Mandolesi and Nicola Vittorio
Kluwer Academic Publishers, 1990
In sintesi
Questo libro è il risultato di un meeting tenuto a L’Aquila dal 19 al 23 giugno 1989. L’obiettivo del meeting era quello di mettere insieme persone attive nella ricerca sul fondo cosmico a microonde, sia dal punto di vista teorico sia sperimentale. In vista delle intense attività su tale settore, incluse missioni spaziali sia correnti (COBE) che imminenti (RELIC II, ISO, AELITA, ecc.), un incontro completamente dedicato a questo importante argomento è stato tempestivo. In occasione del meeting si è inoltre celebrato il venticinquesimo anniversario della scoperta del fondo cosmico a microonde effettuata nel 1964 dai vincitori Nobel A. Penzias e R.Wilson.
Il volume è composto dagli interventi tenuti al meeting e presenta un’analisi all’avanguardia delle radiazioni del fondo cosmico a microonde.