
Relatividad General y Cosmología
Código: 103946Créditos: 6
| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| Física | OP | 4 |
Profesor/a de contacto
- Nombre :
- Fabrizio Rompineve Sorbello
- Correo electrónico :
- fabrizio.rompineve@uab.cat
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Requisitos previos muy recomendados: Mecánica Teòrica y Electrodinámica clasica.
Objetivos
Aprender las bases físicas de la Relatividad General (RG), así como los fenómenos gravitacionales más importantes que se describen con ella.
Este objetivo requiere dominar el cálculo tensorial.
Las pruebas clásicas de GR y la familiarización con los espacios-tiempos más importantes también se incluyen como parte del curso.
Resultados de aprendizaje
- Realizar trabajos académicos de forma independiente usando bibliografía, especialmente en inglés, bases de datos y colaborando con otros profesionales.
- Comunicar eficazmente información compleja de forma clara y concisa, ya sea oralmente, por escrito o mediante TIC, y en presencia de público, tanto a audiencias especializadas como generales.
- Razonar críticamente, poseer capacidad analítica, usar correctamente el lenguaje técnico, y elaborar argumentos lógicos.
- Trabajar autónomamente, usar la propia iniciativa, ser capaz de organizarse para alcanzar unos resultados, planear y ejecutar un proyecto.
- Trabajar en grupo, asumiendo responsabilidades compartidas e interaccionando profesional y constructivamente con otros con absoluto respeto a sus derechos.
- Utilizar las simetrías del espacio-tiempo para resolver problemas de dinámica y cinemática relativista.
- Obtener magnitudes físicas medidas por diferentes observadores a partir de métricas pseudo-Riemannianas.
- Calcular el efecto de corrimiento al rojo y la deflexión de la luz producidos por un campo gravitatorio.
- Calcular trayectorias de partículas en campos gravitatorios resolviendo la ecuación de las geodésicas.
- Calcular el tensor de energía-momento de distribuciones sencillas de materia.
- Obtener las fuerzas de marea a partir del tensor de curvatura.
- Relacionar la relatividad general y el electromagnetismo estableciendo sus similitudes y diferencias.
- Describir las ondas gravitacionales y sus propiedades características.
- Describir las características del campo gravitatorio generado por estrellas y agujeros negros así como los efectos que producen.
- Describir los conceptos básicos del conocimiento actual de la estructura y evolución del Universo.
- Establecer las bases para describir la evaporación y la termodinámica de los agujeros negros.
- Obtener el límite Newtoniano de las ecuaciones de Einstein con fuentes débiles no relativistas.
- Utilizar las ecuaciones de Einstein linealizadas para describir campos gravitatorios débiles, incluyendo la generación, propagación y detección de ondas gravitatorias.
- Utilizar la aproximación de simetría esférica en el estudio de estrellas y agujeros negros.
- Utilizar la aproximación de homogeneidad e isotropía para describir la evolución y estructura del universo a gran escala.
- Utilizar ecuaciones covariantes y el cálculo tensorial.
- Calcular las geodésicas en un espacio curvo.
- Calcular el tensor de curvatura.
- Utilizar la geometría diferencial para implementar el principio de equivalencia.
- Describir la evidencia experimental en favor de la relatividad general y el principio de equivalencia en observaciones terrestres y astrofísicas.
- Describir la evidencia experimental de la existencia de ondas gravitatorias.
- Describir la evidencia observacional en favor de la cosmología del Big Bang.
- Identificar situaciones que necesitan un cambio o mejora.
- Explicar el codi deontològic, explícit o implícit, de l`àmbit de coneixement propi.
Contenidos
Temas seleccionados en Relatividad EspecialEl principio de equivalencia
Tensores en espacio curvo.
Ecuaciones de einstein
Simetría esférica. Agujeros negros
Campos débiles. Radiación gravitacional
Cosmología
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Clase de teoría | 33 | 1,32 | 2, 3, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 |
| Estudio de bases teóricas | 47 | 1,88 | 1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 |
| Discusión y trabajo en grupo | 46 | 1,84 | 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 |
| Clase de problemas | 16 | 0,64 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 |
Este curso se impartirá íntegramente en inglés. Todo el material del curso (problemas, tareas y exámenes) se distribuirá
en inglés y se alentará al alumnado a hacer todos los ejercicios / exámenes en inglés,
aunque en catalán o español también se aceptarán y evaluarán con los mismos criterios.
Este curso constará de clases teóricas y de problemas. Habrá un equilibrio entre el trabajo en clase y en casa. Las listas de problemas se darán para ser resueltos individualmente o en grupos.
Las soluciones a los problemas serán discutidas en las clases de problemas, con la participación activa de los estudiantes.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Examen 2 | 45% | 2 | 0,08 | 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 |
| Examen 1 | 35% | 2 | 0,08 | 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 |
| Homework (Entrega) | 20% | 2 | 0,08 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 |
| Recuperación (Examen) | 80% | 2 | 0,08 | 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 |
Examen 1: 35% de la nota.
Examen 2: 45% de la nota.
Presentación de temas: 20%. Tendrá lugar durante la segunda mitad del curso, antes del examen final. Los alumnos se organizarán en pequeños grupos y cada uno preparará en casa una presentación sobre un tema de una lista que se les facilitará. Posteriormente, la presentarán ante los profesores.
Habrá un examen de recuperación para el alumnado que:
a) haya realizado el Examen 1 y el Examen 2
b) haya suspendido el curso con una calificación de al menos un 3.0 (sobre 10).
El examen de recuperación abarcará todos los temas de la asignatura y permitirá mejorar la nota media de los dos exámenes parciales (80% de la nota total). Dependiendo del número de estudiantes y de la calificación específica de cada uno, se podrá proponer la posibilidad de realizar un examen oral (precedido de un examen escrito más breve). Estos detalles se anunciarán oportunamente durante el semestre, con suficiente antelación.
El alumnado que no asista al examen 2 tendrán la nota \"No presentado - no evaluable\".
Evaluación única
El alumnado que se haya acogido a la modalidad de evaluación única tendrá que realizar una prueba final que consistirá, en primer lugar, en un examen de todo el temario. Este examen se llevará a cabo el mismo día, hora y en el mismo lugar que el examen del segundo parcial de la modalidad de evaluación continua. El estudiante podrá participar en las presentaciones del seminario para obtener el 20% de su calificación final. Si no puede participar, realizará una presentación antes del examen.
Para la calificación, 80% de la nota será la del examen y la presentación contará un 20%.
El alumnado que se haya acogido a la modalidad de evaluación única tiene la oportunidad de superar la asignatura o mejorar su nota mediante el mismo examen derecuperación que el alumnado que opte por la evaluación única (ambos exámenes serán del mismo tipo y se realizarán el mismo día, hora y en el mismo lugar), pero es obligatorio haberse presentado al examen final par poder optar a la recuperación, con nota minima de 3.0. En esta prueba se podrá recuperar la nota correspondiente al examen. La parte de la presentación no se puede recuperar.
Bibliografía
- S. Weinberg, Gravitation and Cosmology: Principles and Applications of the General Theory of Relativity, J. Wiley & Sons, 1972.
- J.B. Hartle, Gravity: an Introduction to Einstein's General Relativity, Addison-Wesley, 2003.
- B.F. Schutz, A First Course in General Relativity, Cambridge Univ Press, 2009.
Se proporcionarán referencias y material adicionales durante el curso.
Software
No "programari"
Grupos e idiomas de la asignatura
La información proporcionada es provisional hasta el 30 de noviembre. A partir de esta fecha, podrá consultar el idioma de cada grupo a través de este enlace. Para acceder a la información, será necesario introducir el CÓDIGO de la asignatura
| Tipo de docencia | Grupo | Idioma | Semestre | Turno |
|---|---|---|---|---|
| (TE) Teoría | 1 | Inglés | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |
| (PAUL) Prácticas de aula | 1 | Inglés | segundo cuatrimestre | manaña-mixto |