Gravitación e cosmoloxía avanzadas

Unha fracción creciente da investigación que se publica hoxe en día garda relación coa interacción gravitacional nalgunha das súas manifestacións. Recentemente producironse avances significativos no só no eido teórico senón tamén, e moi especialmente, no experimental. Entre eles cabe destacar a consagración da Cosmoloxía como unha ciencia de precisión, e a aparición da Astronomía de Ondas Gravitacionáis. Ambas disciplinas xeraron expectativas moi grandes de ser o preludio de novos descobrementos. Como consecuencia, desencadeouse unha intensa actividad investigadora e docente a nivel mundial tanto no plano teórico como no experimental.

Resultados da aprendizaxe:
-Introducir ao alumnado aos temas avanzados en Relatividad Xeral e Cosmología con énfase nas ondas gravitacionales.
-Estudar os métodos formais e analíticos baseados en programación simbólica e numérica
-Estudar os modelos e teorías cosmológicas máis aceptadas e as preguntas abertas
-O coñecemento dos datos experimentais e do seu tratamento

1. Métodos: Métodos xeométricos. Solucións Analíticas. Formulación Hamiltoniana. Enerxía e Momento Angular. Problema de condicións iniciais. Relatividade numérica.
2. Buracos Negros: Tipos de horizonte. Aspectos locais e globais. Buracos cargados e rotantes. Unicidade. Leis da mecánica de Buracos Negros. Termodinámica. Radiación de Hawking. Colapso estelar e buracos astrofísicos.
3. Ondas Gravitacionais: Propagación e xeración de ondas linealizadas. Expansión multipolar, aproximación post-newtoniana. Sistemas binarios compactos. Modos cuasinormáis. Observación indirecta e directa. Tratamiento de datos.
4. Cosmoloxía Avanzada: Teoremas de singularidade. Modelos cosmolóxicos. FRW, dS, inflación. Aspectos observacionais: CMB, materia escura, modelo Lambda-CMB. Ondas gravitacionais primordiais. Polarización da radiación de fondo.

1. Robert Wald, General Relativity and Gravitation, Univ. Chicago Press.
2. Eric Poisson, A Relativist's Toolkit, Cambridge University Press.
3. Michele Maggiore, Gravitational Waves, Oxford University Press.
4. V. Mukhanov, Physical Foundations of Cosmology, Cambridge University Press.
5. Valery P. Frolov and Igor D. Novikov, Black Hole Physics, Springer.
6. Steven Weinberg, Cosmology, Oxford University Press.
7. David Tong, Cosmology [http://www.damtp.cam.ac.uk/user/tong/cosmo.html]

A parte das competencias básicas e xerais, comúns a calquera materia de máster, neste curso aspírase a xerar competencias específicas do seguinte tipo:

- dominar o cálculo tensorial xeneral e as nocións de xeometría diferencial avanzadas que se explican no curso.
- poder ler artigos de Relatividade Xeral e Gravitación como os que se publican diariamente.
- ter unha visión global dos problemas máis importantes que se están abordando hoxe en día no campo.
- coñecer e ser capaz de utilizar ferramentas elementais de cálculo simbólico e numérico para abordar tarefas que o requiran.
- ser capaz de acceder ás bases de datos públicas de experimentos como Planck, ou Ligo, e descargarse e analizar paquetes de datos sinxelos.

O curso desenvolverase en clases expositivas nas que o profesor explicará os conceptos teóricos na lousa e propoñerá exercicios, e de clases interactivas onde se procederá á corrección dos devanditos exercicios. Propoñeranse traballos para profundar en aspectos nos que o alumno mostre maior interese. Haberá sesións prácticas por computador, tanto para realizar exercicios de cálculo simbólico como análise de datos experimentais. O alumno dispoñerá das horas de titorías correspondentes.

A avaliación da materia será unha combinación das diferentes actividades realizadas en clase polo que a asistencia é imprescindible e será controlada.

Dentro das actividades avaliables atópanse boletíns de problemas e pequenos traballos.
Ao final da materia realizarase un traballo máis completo que deberá ser exposto e posto en común co resto da clase.

A avaliación da materia conterá unha combinación de:
- Boletíns de problemas e pequenos traballos de clase: 60%
- Traballo final da materia e exposición: 40%

Este tipo de avaliación implica que o alumno debe asistir á maioría das clases e manter unha actitude participativa. En caso dunha ausencia superior ao 20% do total de horas de clase o alumno deberá ser avaliado a través dun exame da materia.

Para os casos de realización fraudulenta de exercicios ou probas será de aplicación a "Normativa de avaliación do rendemento académico dos estudantes e de revisión de cualificacións”:

"Artigo 16. Realización fraudulenta de exercicios ou probas.

A realización fraudulenta dalgún exercicio ou proba esixida na avaliación dunha materia implicará a cualificación de suspenso na convocatoria correspondente, con independencia do proceso disciplinario que se poida seguir contra o alumno infractor. Considerarse fraudulenta, entre outras, a realización de traballos plaxiados ou obtidos de fontes accesibles ao público sen reelaboración ou reinterpretación e sen citas aos autores e das fontes."

A materia consta de 3 ECTS, polo que o total de horas de traballo do estudante, incluíndo actividades de avaliación é de 75 horas, estruturadas en:

- 20 horas de clase expositiva
- 10 horas de clase interactiva
- 1 hora de titoría
- 44 horas de traballo persoal do estudante

Trátase dunha materia dun alto grao de abstracción. Por iso, unha interiorización dos conceptos require un estudo constante e compasado coa docencia.

Recoméndase certa familiaridade coa linguaxe de programación Python.

Recoméndase facer uso das titorías personalizadas.