Gravitación

En esta asignatura se estudiará la física de la interacción gravitatoria haciendo énfasis en la formulación basada en la Teoría de la Relatividad General. La gravitación es sin duda la fuerza más común y determinante en la naturaleza a gran escala. La Teoría de la Relatividad General establece una profunda conexión entre la esta fuerza y la geometría del espacio-tiempo. El objetivo del curso es, por un lado, transmitir al alumno la belleza inherente a la teoría, y por otro, la enorme variedad de fenómenos que describe y precide. Constatar el momento de intenso desarrollo que está viviendo esta rama de la física y conocer los útimos avances y los experimentos venideros es otra meta bien definida.

RESULTADOS DEL APRENDIZAJE
Al finalizar el curso, el alumno deberá:
- Tener un conocimiento general de la fenomenologí ásica de la interacción gravitatoria.
- Ser capaz de realizar cálculos con tensores.
- Resolver problemas de gravitación.
- Tener un conocimiento de las fronteras actuales en este campo y de los experimentos recientes y próximos.

1. Introducción a la interacción gravitatoria. La teoría de Newton: éxitos y limitaciones.
2. El espacio tiempo. Sistemas de coordenadas generales.
3. Análisis tensorial en variedades. Teoría de la Relatividad General.
4. Campo gravitatorio y ecuaciones de Einstein. Solución de Schwarzschild.
5. Pruebas en campos gravitatorios: órbitas y rayos de luz. Experimentos históricos.
6. Solución interior y colapso gravitatorio. Agujeros Negros. Evidencias experimentales.
7. Ondas Gravitacionales. Teoría y experimentos futuros.
8. Cosmología: soluciones y constante cosmológica.

- Notas de clase (disponibles en línea)
- James B. Hartle, Gravity, an Introduction to Einstein's General Relativity, Addison Wesley, 2003.
- B. Schutz, A First Course in General Relativity, Cambridge, 2003.
- Sean M. Carroll, Spacetime and Geometry: Lecture Notes on General Relativity http://preposterousuniverse.com/grnotes/

Competencias Generales:
- Conocer los conceptos, métodos y resultados más importantes de las distintas ramas e la Física, junto con cierta perspectiva histórica de su desarrollo
- Tener la capacidad de reunir e interpretar datos, información y resultados relevantes, obtener conclusiones y emitir informes razonados en problemas científicos, tecnológicos o de otros ámbitos que requieran el uso de conocimientos de la Física
- Aplicar tanto los conocimientos teóricos-prácticos adquiridos como la capacidad de análisis y de abstracción en la definición y planteamiento de problemas y en la búsqueda de sus soluciones tanto en contextos académicos como profesionales
- Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
- Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
- Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética


Competencias Transversales:
- Adquirir capacidad de análisis y síntesis
- Tener capacidad de organización y planificación
- Desarrollar el razonamiento crítico


Competencias específicas:
- Tener una buena comprensión de las teorías físicas más importantes, localizando en su estructura lógica y matemática, su soporte experimental y el fenómeno físico que puede ser descrito a través de ellos.
- Ser capaz de manejar claramente los órdenes de magnitud y realizar estimaciones adecuadas con el fin de desarrollar una clara percepción de situciones que, aunque fisicamente diferentes, muestren alguna analogía permitiendo el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas.
- Ser capaz de realizar lo esencial de un proceso o situación y establecer un modelo de trabajo del mismo asi como realizar las aproximaciones requeridas con el objeto de reducir el problema hasta un nivel manejable. Demostrará poseer pensamiento crítico para construir modelos físicos
- Ser capaz de manejar, buscar y utilizar bibliografía, así como cualquier fuente de información relevante y aplicarla a trabajos de investigación y desarrollo técnico de proyectos

Se seguirán las indicaciones metodológicas establecidas en la Memoria de Título de Grado en Física de la USC. El contenido de la asignatura se impartirá en 20 horas lectivas de carácter expositivo. Las notas de clase servirán de apoyo para el estudio. Se propondrán ejercicios que el alumno deberá resolver y, en su caso, entregar. Serán corregidos con posterioridad en las horas interactivas. Hay disponibles 5 horas de tutoría individualizada, bajo petición y cita previa.

El sistema de evaluación consta de varias partes.
a) La evaluación continua (EC) de la asignatura tendrá en consideración:
- la asistencia y participación en clase mediante la entrega y resolución de problemas (APC).
- la realización de un trabajo de extensión (TE).
b) La realización de un examen final (EF).

La nota de evaluación continua viene dada por
EC = MIN(0.2xAPC+0.8xEF+0.2xTE;10)
siempre que EF sea mayor o igual que 4, condición ineludible para aprobar la materia.

La nota final (NF) será
NF = MAX(EC;EF)

Para los casos de realización fraudulenta de ejercicios o pruebas será de aplicación a lo recogido en el “Reglamento de evaluación del rendimiento académico de los estudiantes y de revisión de calificaciones”:

"Artículo 16. Realización fraudulenta de ejercicios o pruebas.

La realización fraudulenta de cualquier ejercicio o prueba requerida en la evaluación de una asignatura implicará la calificación de reprobado en la convocatoria correspondiente, independientemente del proceso disciplinario que se pueda seguir contra el alumno infractor. Se considera fraudulento, entre otras cosas, la realización de trabajos plagiados u obtenidos de fuentes accesibles al público sin reelaboración o reinterpretación y sin citaciones a los autores y las fuentes.”

La materia consta de 4.5 ECTS, por lo que el total de horas de docencia es de 112,5 horas, estructuradas en:

distribuídas de la siguiente manera:
- 24 horas de clases expositivas
- 18 horas de clases interactivas
- 3 horas de tutoría
- 67,5 horas de trabajo personal del alumno

No se requieren conocimientos previos diferentes de los asociados al nivel del grado en el que se encuentra el alumno. Se recomienda predisposición para las matemáticas y los aspectos más formales de la física teórica.