Maurizio Gasperini Libros

The author of this book draws attention to ongoing and future observations that might reveal relics of an era before the big bang. In doing so, he provides an accessible introduction to the extraordinary new ideas of string cosmology.

New fundamental forces of Nature? New forms of "dark'' energy? Signals from epochs preceding the Big Bang? Is our space-time unique? Only a joint study of the three topics examined in this book – gravity, strings and particles – may provide answers to these questions. Such a study may also provide the key to solving one of the most fascinating mysteries of modern science, namely: Besides time and the three spatial dimensions, how many other dimensions exist in our universe? The book is primarily addressed to readers who do not necessarily have a specific background in physics but are nevertheless interested in discovering the originality and the possible implications of some of the amazing ideas in modern theoretical physics. The emphasis is on conveying ideas rather than explaining formulas, focusing not on what is known but -- mainly -- on what is still unknown. Many parts of the book are devoted to fundamental theoretical models and results which are potentially highly relevant for a deeper understanding of Nature, but are still waiting to be confirmed (or disproved) by experiments. From this point of view, the material of this book may also be of interest to professional physicists, whether or not they work in the field of fundamental interactions.

This book has been prepared to celebrate the 65th birthday of Gabriele Veneziano and his retirement from CERN in September 2007. This reti- ment certainly will not mark the end of his extraordinary scienti?c career (in particular, he will remain on the permanent sta? of the Coll` ege de France in Paris), but we believe that this important step deserves a special celebration, and an appropriate recognition of his monumental contribution to physics. Our initial idea of preparing a volume of Selected papers of Professor Gabriele Veneziano, possibly with some added commentary, was dismissed when we realized that this format of book, very popular in former times, has become redundant today because of the full “digitalization” of all important physical journals, and their availability online in the electronic archives. We have thus preferred an alternative (and unconventional, but probably more e?ective) form of celebrating Gabriele’s a collection of new papers written by his main collaborators and friends on the various aspects of th- retical physics that have been the object of his research work, during his long and fruitful career.

Terms such as „expanding Universe“, „big bang“, and „initial singularity“, are nowadays part of our common language. The idea that the Universe we observe today originated from an enormous explosion (big bang) is now well known and widely accepted, at all levels, in modern popular culture. But what happens to the Universe before the big bang? And would it make any sense at all to ask such a question? In fact, recent progress in theoretical physics, and in particular in String Theory, suggests answers to the above questions, providing us with mathematical tools able in principle to reconstruct the history of the Universe even for times before the big bang. In the emerging cosmological scenario the Universe, at the epoch of the big bang, instead of being a „new born baby“ was actually a rather „aged“ creature in the middle of its possibly infinitely enduring evolution. The aim of this book is to convey this picture in non-technical language accessibile also to non-specialists. The author, himself a leading cosmologist, draws attention to ongoing and future observations that might reveal relics of an era before the big bang.

Focusing on string cosmology, this book explores the implications of string theory in addressing fundamental questions about the Universe's origins post-big bang. It offers a comprehensive introduction to the subject, detailing new scenarios for primordial evolution and their phenomenological consequences, while contrasting them with conventional inflation models. Summarizing over 15 years of research, it is accessible to both astrophysicists and high-energy physicists, featuring thorough derivations to enhance understanding of the concepts discussed.

This is the second edition of a well-received book that is a modern, self-contained introduction to the theory of gravitational interactions. The new edition includes more details on gravitational waves of cosmological origin, the so-called brane world scenario, and gravitational time-delay effects. The first part of the book follows the traditional presentation of general relativity as a geometric theory of the macroscopic gravitational field, while the second, more advanced part discusses the deep analogies (and differences) between a geometric theory of gravity and the gauge theories of the other fundamental interactions. This fills a gap within the traditional approach to general relativity which usually leaves students puzzled about the role of gravity. The required notions of differential geometry are reduced to the minimum, allowing room for aspects of gravitational physics of current phenomenological and theoretical interest, such as the properties of gravitational waves, the gravitational interactions of spinors, and the supersymmetric and higher-dimensional generalization of the Einstein equations. This textbook is primarily intended for students pursuing a theoretical or astroparticle curriculum but is also relevant for PhD students and young researchers. 

Questo libro di divulgazione scientifica esplora la fisica per lettori non esperti, concentrandosi su idee innovative e implicazioni sorprendenti. Analizza modelli e risultati teorici cruciali per comprendere la Natura, affrontando temi come gravità, stringhe e particelle, e indagando l'esistenza di dimensioni oltre quelle note.

Una moderna presentazione della teoria della Relatività Ristretta, specificatamente progettata per i nuovi corsi della Laurea Triennale in Fisica. Un testo essenziale ma autosufficiente, che adotta lo stile e il linguaggio delle lezioni svolte in aula, e che introduce alle trasformazioni di Lorentz, alla formulazione covariante dell'elettromagnetismo e alle basi della cinematica e dinamica relativistiche. Include una discussione della cinematica dei processi d'urto e una derivazione dettagliata dell'effetto Cherenkov.

Il libro è basato sulle lezioni attualmente tenute dall'autore presso l’Università di Bari, ed è progettato in modo da rappresentare un testo di riferimento il più possibile moderno, completo e autosufficiente per i corsi semestrale di Cosmologia, Astrofisica o Fisica Astroparticellare che compaiono nel piano di studi della Laurea Magistrale in Fisica e in Astronomia. Contiene gli elementi di base della cosmologia relativistica, del modello cosmologico standard e del suo completamento inflazionario. E' organizzato per servire da traccia ad un corso di cosmologia di stampo teorico, ma cerca di non perdere mai di vista il confronto con i principali risultati osservativi: molta attenzione viene infatti dedicata alla fenomenologia dei fondi cosmici, e in particolare alla radiazione gravitazionale fossile perchè la sua rivelazione, diretta o indiretta, potrebbe dare indicazioni cruciali sulla scelta del corretto modello per l'Universo primordiale. Non mancano infine alcuni accenni ad argomenti di interesse emergente, di tipo teorico-fenomenologico, come lo studio dell'effetto di "deriva" del redshift, la cosmologia delle membrane, e il problema delle medie cosmologiche fatte su ipersuperfici spaziali (o nulle) non omogenee.

La seconda edizione di questo testo mantiene tutte le caratteristiche della prima edizione, specificamente progettata per i corsi semestrali della Lurea Magistrale in Fisica: un testo di riferimento completo, autosufficiente, facilmente utilizzabile, e accessibile a studenti provenienti da indirizzi e piani di studio diversi. Contiene le principali informazioni sulla teoria gravitazionale che al giorno d'oggi ogni laureato in Fisica dovrebbe possedere: si parte dalle nozioni di base della Relativita' Generale, e si sviluppa la teoria gravitazionale classica sino ad argomenti di frontiera come l'estensione supersimmetrica delle equazioni di Einstein. In aggiunta, la seconda edizione include nuovo materiale di forte interesse attuale come, ad esempio: (i) una dettagliata presentazione dei modelli gravitazionali multidimensionali (motivati dalle teorie delle stringhe e delle membrane); (ii) una originale discussione delle misure di velocita' e degli effetti di dilatazione temporale in presenza di gravita' (motivata anche dal recente dibattito scientifico sulla possibile esistenza - ed eventuale rivelazione - di neutrini con velocita' superluminali); (iii) una introduzione all'interazione tra onde gravitazionali e radiazione cosmica di fondo. Quest'ultimo argomento e' stato suggerito dalla recentissima scoperta (annunciata il 17 marzo 2014 presso the Harward-Smithsonian Center for Astrophysics) dell'esperimento BICEP2, che ha osservato per la prima volta gli effetti delle onde gravitazionali primordiali proprio grazie alla loro interazione con la radiazione cosmica.