Guías Académicas

ASTROFISICA Y COSMOLOGIA

ASTROFISICA Y COSMOLOGIA

GRADO EN FISICA

Curso 2022/2023

1. Datos de la asignatura

(Fecha última modificación: 27-02-23 8:52)
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

Coordinador/Coordinadora
Ivan de Martino
Grupo/s
Todos
Centro
Fac. Ciencias
Departamento
-
Área
-
Despacho
T3341 ( Despacho 31, 2ª planta, edificio Trilingüe)
Horario de tutorías
A convenir con el profesor
URL Web
https://sites.google.com/view/ivandemartino/
E-mail
ivan.demartino@usal.es
Teléfono
-
Profesor/Profesora
Dario Bettoni
Grupo/s
Todos
Centro
Fac. Ciencias
Departamento
Sin departamento. No existe la plaza.
Área
No existe área ya que no existe una plaza asociada
Despacho
T3301 Trilingüe (despacho 39)
Horario de tutorías
Concretar cita con el profesor
URL Web
gracus.usal.es
E-mail
bettoni@usal.es
Teléfono
923 29 45 00 Ext. 1319

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.

 

Específicas.

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 exite existentes.

Transversales.

 Transversales: Básicas y Generales

CB-2, CB-3, CB-4, CB-5, CG-1, CG-2, CG-3, CG-4, CG-5.

7. Metodologías

En las clases  magistrales de teoría se expondrá el contenido teórico de los temas en clases presenciales, para transmitir a los estudiantes los conocimientos ligados a las competencias previstas.

Las clases magistrales tienen como objetivo presentar los elementos básicos de cada tema, así como su ilustración en ejemplos concretos.

El objetivo de los seminarios es discutir las dudas y cuestiones que los alumnos hayan encontrado en la resolución de los ejercicios propuestos. Las tutorías quedan reservadas para la clarificación de dudas conceptuales.

8. Previsión de Técnicas (Estrategias) Docentes

9. Recursos

Libros de consulta para el alumno.

  • B. W. Carroll & D.A. Ostlie, “An Introduction to Modern Astrophysics”, Addison-Wesley 2006.
  • D. Maoz, “Astrophysics in a Nutshell”, Princeton, 2007.
  • D. Prialnik, “An Introduction to the Theory of Stellar Structure and Evolution”, Cambridge 2000.
  • D. A. Ostlie & B. W. Carroll, “Modern Stellar Astrophysics”, Addison-Wesley 1996.
  • H. Karttunen et.al., “Fundamental Astronomy”, Springer Verlag 1994.
  • T. Padmanabhan, “An Invitation to Astrophysics”, World Scientific 2006.
  • A. Liddle, “An Introduction to Modern Cosmology”, Wiley & Sons 2003.
  • E. Kolb & M. Turner, “The Early Universe”, Addison-Wesley 1990.
  • A.C. Phillips, “The Physics of Stars”, Wiley 1999.
  • P. Schneider, “Extragalactic Astronomy and Cosmology” Springer Verlag 2010.

Otras referencias bibliográficas específicas se indicarán a través de la plataforma Studium.

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 los resultados del trabajo continuado y la prueba escrita final.

Criterios de evaluación.

La evaluación valorará la adquisición de las competencias de carácter teórico y práctico que se comprobará tanto por actividades de evaluación continua como por una prueba escrita final.

Las actividades de evaluación continua supondrán como mucho el 70% de la nota total de la asignatura.

En caso de aprobar la evaluación continua, la prueba escrita final valdrá 30% de la nota total de la asignatura y será sobre una parte reducida del programa.

En caso contrario, el examen final valdrá el 100% de la nota y será sobre argumentos de toda la asignatura.

Para superar la asignatura será necesario obtener una nota de al menos el 50% de la nota máxima en cada prueba sea de evaluación continua, o de cualquiera de las formas de la prueba final

Instrumentos de evaluación.

Se utilizarán los siguientes instrumentos:

Elaboración y exposición de trabajos, ejercicios y problemas: Se valorará tanto la elaboración como la exposición de estos. Podría también utilizarse controles intermedios orales o escritos. En su conjunto las pruebas de evaluación continua representarán como máximo un 70% de la nota total de la asignatura.

Prueba final: Al finalizar el curso se realizará un examen escrito que contendrá fundamentalmente problemas que permitan al alumnado demostrar que ha adquirido las competencias de la materia y en la que se evaluarán los objetivos de aprendizaje adquiridos por los mismos. Podrá complementarse a discreción del profesor por una prueba oral que permita evaluar de forma más precisa la madurez y dominio de las competencias adquiridas durante el curso.  Representará como mínimo un 30% de la nota total de la asignatura. 

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, en particular a los seminarios ya que ese será el lugar en el que se discutirán las dudas que hayan podido surgir en la resolución de los ejercicios propuestos. Las tutorías, que son voluntarias, tendrán exclusivamente por objeto la resolución de dudas conceptuales.

Recomendaciones para la recuperación.

Se realizará una prueba de recuperación que representará como mínimo un 50% de la nota total de la asignatura. Para poder superar la asignatura, se requiere que la calificación obtenida en esta prueba final supere el 40% de la nota máxima de la prueba.