Guía docente de Cosmología y Galaxias (M44/56/3/26)

La Astrofísica y Cosmología actuales se fundamentan en el desarrollo de instrumentos astronómicos de vanguardia - que proporcionan observaciones con una gran precisión - y en modelos físicos y simulaciones numéricas con las que contrastar predicciones teóricas y observaciones. Pretendemos dar una visión global y moderna al alumno de la Astrofísica/Cosmología, desde el origen del universo, inflación y nucleosíntesis primordial, hasta la formación de las primeras estrellas y estructuras que darán lugar a las futuras galaxias.

• El alumno sabrá/comprenderá:

• La dinámica del Universo en expansión. El origen del fondo cósmico de microondas. El espectro primordial de fluctuaciones. La dinámica inflacionaria. Estructura a gran escala.

• El alumno será capaz de:

• Analizar la dinámica de la expansión dependiendo del contenido de materia-energía.

• Obtener las predicciones inflacionarias en modelos sencillos. Comparar las predicciones con las observaciones.

• Entender las implicaciones de las observaciones cosmológicas actuales.

TEMARIO TEÓRICO:

Tema 1. El Universo en expansión:

Geometría del espacio-tiempo. Desplazamiento hacia el rojo cosmológico. Diagrama de Hubble. Distancias.

Tema 2. Modelos de Friedmann-Robertson-Walker y dinámica de la expansión:

Ecuaciones de Einstein. Principio cosmológico y Ecuaciones de Friedmann. Tipos de expansión: universo dominado por materia, radiación y/o constante cosmológica.

Tema 3. Historia térmica del universo:

Entropía. Distribuciones de equilibrio. Desacoplo de neutrinos. Introducción a la nucleosíntesis de elementos ligero. Equilibrio, recombinación y last scattering. El origen de la asimetría materia-antimateria. Materia oscura y energía oscura.

Tema 4. El paradigma de la inflación cosmológica:

Problemas de la expansión estándar cosmológica. Dinámica de un campo escalar homogéneo. El recalentamiento del Universo.

Tema5: Teoría de perturbaciones cosmológicas:

Teoría de perturbaciones lineales cosmológicas invariantes gauge. Origen de las perturbaciones primordiales de densidad. Ondas gravitacionales primordiales.

Tema 6. La radiación de fondo de microondas:

El efecto Sachs-Wolfe. Los espectros de potencia de las anisotropías en la temperatura y la polarización del fondo de radiación. Observaciones: COBE, WMAP y Planck.

Tema 7. Formación de estructuras:

Evolución de las perturbaciones de densidad. Reionización. Observaciones actuales de cartografiados de galaxias, y experimentos futuros.

• “Modern Cosmology’”. S. Dodelson. Academic Press (2003).

• ”The Early Universe”. E.W. Kolb, M.S. Turner. Addison–Wesley (1990).

• ”Physical Foundations of Cosmology”. V. Mukhanov. Cambridge (2005).

• “Cosmology and astrophysics through problems”, T. Padmanabhan, Cambridge University Press, (1993).

• "Cosmology", S. Weinberg, Oxford University Press (2008)

• “Cosmological Inflation and Large Scale Structure”, A. Liddle y D. Lyth, Cambridge University Press (2000).

• “The cosmic microwave background”, R. Durrer, Cambridge University Press (2008)

• “Cosmology and astrophysics through problems”, T. Padmanabhan, Cambridge University Press, (1993)

http://arxiv.org/

http://map.gsfc.nasa.gov/

http://sci.esa.int/planck/

http://www.damtp.cam.ac.uk/research/gr/public/cos_home.html

La EVALUACIÓN CONTINUA se realizará mediante

1- Entrega de las relaciones de ejercicios propuestos a los largo del curso, a través de la plataforma PRADO.

2- Realización y presentación de trabajos desarrollados de forma autónoma.

En EVALUACIÓN CONTINUA (Convocatoria ORDINARIA) la calificación final responderá al siguiente baremo:

• Relaciones de ejercicios propuestos: 60%

• Realización y presentación de trabajos: 40%

En EVALUACIÓN EXTRAORDINARIA la calificación final responderá al siguiente baremo:

• Entrega de una colección de ejercicios: 20%

• Examen de la materia impartida: 80%

El artículo 8 de la Normativa de Evaluación y Calificación de los Estudiantes de la Universidad de Granada establece que podrán acogerse a la evaluación única final, el estudiante que no pueda cumplir con el método de evaluación continua por causas justificadas.

Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura o en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad al inicio de las clases, lo solicitará, a través del procedimiento electrónico, a la Coordinación del Máster, quien dará traslado al profesorado correspondiente, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua.

La evaluación consistirá en un Examen teórico-práctico, que supondrá el 100% de la nota.