ASTROFISICA Y COSMOLOGIA

ASTROFISICA Y COSMOLOGIA

GRADO EN FISICA

1. Datos de la asignatura

(Fecha última modificación: 21-07-17 21:38)
Código
100832
Plan
ECTS
4.50
Carácter
OBLIGATORIA
Curso
3
Periodicidad
Segundo Semestre
Área
FÍSICA TEÓRICA
Departamento
Física Fundamental
Plataforma Virtual

Campus Virtual de la Universidad de Salamanca

Datos del profesorado

Profesor
Kerstin Elena Kunze
Grupo/s
Todos
Departamento
Física Fundamental
Área
Física Teórica
Centro
Fac. Ciencias
Despacho
T3339
Horario de tutorías

Miércoles y Jueves de 16 a 17 h

URL Web
-
E-mail
kkunze@usal.es
Teléfono
923294500, ext. 6120

2. Sentido de la materia en el plan de estudios

Bloque formativo al que pertenece la materia.

Gravitación y Cosmología.

Papel de la asignatura.

Asignatura obligatoria en el grado. Se muestra la construcción de teorías físicas a partir de observaciones.

Perfil profesional.

Investigación y Docencia en Astronomía. Periodismo científico. Meteorología.

3. Recomendaciones previas

Haber cursado el primer ciclo del grado en física.

4. Objetivo de la asignatura

Conocer y comprender la posición de la Tierra y el Sistema Solar en el contexto del Universo. Diferenciar una ciencia observacional de una ciencia experimental. Entender cómo las observaciones condicionan nuestra comprensión del Universo. Comprender cómo las primeras etapas evolutivas en la historia del Universo determinaron los procesos de formación de los sistemas estelares. En particular, conocer los movimientos del Sol y los planetas sobre la esfera celeste, las propiedades estelares, entender y saber aplicar las ecuaciones de estructura estelar, conocer las principales estructuras del Universo: Galaxias, Cúmulos de Galaxias y Supercúmulos. Comprender la expansión del Universo y los modelos cosmológicos basados en las ecuaciones de Friedmann que lo describen. Saber resolver dichas ecuaciones para distintos modelos cosmológicos. Conocer la historia térmica del Universo, la nucleosíntesis primordial y los conceptos de materia y energía oscuras. Entender qué es la Radiación de Fondo de microondas y su importancia fundamental como ventana a la física del Universo primitivo y cómo nos permite determinar los principales parámetros cosmológicos.

5. Contenidos

Teoría.

Tema 1. Mecánica Celeste.

Breve repaso de trigonometría esférica. Sistemas de coordenadas astronómicas. Movimientos aparentes de los astros. Medida del Tiempo.

Ecuación del Tiempo.

Movimiento de los planetas. Órbitas.

Tema 2. Propiedades Estelares.

La Observación Astronómica. Telescopios. Detectores. Conceptos Fotométricos: Intensidad, flujo, luminosidad. Magnitudes Aparentes y Absolutas.

Propiedades de las estrellas. Distancias. Diagrama de Hertzprung-Russell.

Tema 3. Física Estelar. Estructura Estelar Estática. Modelos Estelares Simples.

Producción y Transporte de Energía en interiores estelares. Reacciones Nucleares en Estrellas.

El Sol.

Evolución Estelar.

Cúmulos Abiertos. Cúmulos Globulares. Objetos Compactos.

Tema 4. El Universo Observable.

La Galaxia.

Galaxias. Secuencia de Hubble.

Cúmulos y Supercúmulos de Galaxias: Estructura a Gran Escala.

Desplazamiento al rojo. Ley de Hubble. Medida de distancias en Cosmología. Materia oscura, energía oscura.

Tema 5. Cosmología.

El Universo en Expansión: ecuaciones de Friedmann. Fluidos  cosmologicos.

Modelos Cosmológicos simples. Breve historia térmica del Universo. Horizontes.

Tema 6. Historia térmica del Universo.

Equilibrio térmico.

Desacoplamiento del gas de neutrinos. Aniquilación de pares.

Nucleosíntesis  primordial.

Recombinación. Fondo Cósmico de Microondas. Medida de los parámetros cosmológicos.

Problemas del modelo de Big-Bang.

6. Competencias a adquirir

Básicas / Generales.

CB-2: Saber aplicar los conocimientos físicos a su trabajo o vocación de una forma profesional y poseer las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro del área de la Física.

CB-3: Tener la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes, dentro del área de la Física, para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética.

CB-4: Poder transmitir información, ideas, problemas y soluciones del ámbito del área de la Física a un público tanto especializado como no especializado.

CB-5: Haber desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores en Física con un alto grado de autonomía.

CG-1: Desarrollar las capacidades de análisis y de síntesis con el objeto de poder abstraer las propiedades estructurales de la realidad física distinguiéndolas de aquellas puramente ocasionales y poder inferirlas, comprobarlas o refutarlas con experimentos u observaciones físicas. CG-2: Incrementar la capacidad de organización y planificación con el objeto de resolver con éxito el problema analizado.

CG-3: Desarrollar la capacidad de razonamiento crítico para poder identificar analogías entre fenómenos físicos diferentes y ser capaz de construir modelos físicos, así como poder detectar errores en razonamientos, aproximaciones o cálculos incorrectos.

CG-4: Ser capaz de plantear y resolver problemas físicos obteniendo una descripción no sólo cualitativa sino también cuantitativa y con el grado de precisión que sea requerido del fenómeno físico en cuestión.

CG-5: Aprender de manera autónoma nuevos conocimientos y técnicas.

CE-1: 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.

CE-2: Haberse familiarizado con las áreas más importantes de la Física, no sólo a través de su importancia intrínseca, sino por la relevancia esperada en un futuro para la Física y sus aplicaciones, familiaridad con los enfoques que abarcan muchas áreas en Física.

CE-3: Saber formular las relaciones funcionales y cuantitativas de la Física en lenguaje matemático y aplicar dichos conocimientos a la resolución explícita de problemas de particular interés.

CE-4: Ser capaz de evaluar claramente los ordenes de magnitud, de desarrollar una clara percepción de las situaciones que son físicamente diferentes, pero que muestran analogías, por lo tanto permitiendo el uso de soluciones conocidas a nuevos problemas.

CE-5: Comprender y dominar el uso de los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados.

CE-6: Ser capaz de buscar y utilizar bibliografía en Física y otra bibliografía técnica, así como cualquier fuente de información relevante para trabajos de investigación y desarrollo técnico de proyectos.

CE-7: Ser capaz de realizar lo esencial de un proceso / situación y establecer un modelo de trabajo del mismo; el graduado debería ser capaz de realizar las aproximaciones requeridas con el objeto de reducir el problema hasta un nivel manejable; pensamiento crítico para construir modelos físicos. CE-8: Ser capaz de trabajar en un grupo interdisciplinario, de presentar mediante medios escritos y orales su propia investigación o resultados de búsqueda bibliográficos tanto a profesionales como a público en general.

CE-10: Adquirir una comprensión de la naturaleza de la investigación en Física, de las formas en que se lleva a cabo, y de cómo la investigación en Física es aplicable a muchos campos diferentes al de la Física, por ejemplo la ingeniería; habilidad para diseñar procedimientos experimentales y teóricos para: (i) resolver los problemas corrientes en la investigación académica o industrial; (ii) mejorar los resultados existentes

7. Metodologías

Se combinarán clases magistrales con la resolución de problemas concretos, tutorías de teoría y problemas, y trabajos adicionales para ilustrar aspectos concretos de la asignatura. En particular:

Se expondrá el contenido teórico de los temas en clases presenciales para transmitir a los alumnos los conocimientos básicos, ligados a las competencias  previstas.

Los conocimientos teóricos se fijan por medio de clases prácticas en que los conceptos clave se desarrollan por medio de problemas especialmente diseñados para ello. Mediante la resolución de problemas se busca motivar el espíritu crítico fomentando la revisión de las premisas básicas antes de llegar a las soluciones buscadas.

Las tutorías permiten que los alumnos expongan las dificultades y dudas que les plantea la resolución de problemas, permitiendo ahondar en la comprensión de la asignatura, tanto en sus aspectos teóricos como aplicados.

Los trabajos permitirán desarrollar y ampliar aspectos no cubiertos por la docencia reglada. Los alumnos aprenderán a manejar bibliografía, exponer sus hallazgos en público y presentarlos de forma concisa, ordenada y accesible al resto de sus compañeros.

8. Previsión de Técnicas (Estrategias) Docentes

9. Recursos

Libros de consulta para el alumno.

“An Introduction to Modern Astrophysics”. B. Carroll & D.A. Ostlie. Addison-Wesly (2006). “Fundamental Astronomy”. H. Karttunen, et.al. Springer Verlag (1994).

“An Introduction to Modern Cosmology”. A. Liddle. Wiley & Sons (2003). “The Early Universe”. E. Kolb & M. Turner. Addison-Wesley (1990).

“The Physics of Stars”. A.C. Phillips. Manchester U.P. John Wiley (1994). “Extragalactic Astronomy and Cosmology”. P. Schneider. Springer Verlag (2010).

Otras referencias bibliográficas, electrónicas o cualquier otro tipo de recurso.

10. Evaluación

Consideraciones generales.

La evaluación de las competencias de la materia se basará en pruebas objetivas: corrección de problemas y trabajos más una prueba final escrita para evaluar el trabajo continuado y la madurez alcanzada en la asignatura, respectivamente.

Criterios de evaluación.

Evaluación del trabajo continuado: Estas actividades supondrán el 30% de la nota final. Evaluación final: prueba escrita que aportará un 50% de la nota. Para superar la asignatura, se exige que en esta segunda prueba el alumno supere el 70% de la nota máxima de la misma.

Instrumentos de evaluación.

Evaluación continua: corrección de los problemas entregados por los alumnos a lo largo del cuatrimestre y de los trabajos presentados. Se valorará especialmente la defensa pública de los resultados obtenidos.

Evaluación final: prueba escrita conteniendo cuestiones conceptuales y problemas para valorar el grado de madurez alcanzado por el alumno.

Recomendaciones para la evaluación.

Para la adquisición de las competencias previstas en esta materia se recomienda la asistencia y participación activa en todas las actividades programadas.

Recomendaciones para la recuperación.

Habrá un examen de recuperación consistente en una prueba escrita. La nota de la evaluación continua se mantiene, por lo que la suma combinada de la evaluación continua y la evaluación final debe ser superior al 45% de la nota global.

11. Organización docente semanal