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Cosmologia e Buracos Negros

Código 13329
Ano 1
Semestre S2
Créditos ECTS 10
Carga Horária OT(30H)/TP(30H)
Área Científica Física e Matemática
Tipo de ensino Presencial e tutorial
Estágios Não aplicável
Objectivos de Aprendizagem O objetivo geral desta UC é apresentar aos alunos a visão atual sobre a cosmologia e sobre os buracos negros.
A abordagem seguida visa preparar os alunos para desenvolver trabalhos de investigação em temas de
cosmologia ou de buracos negros.
No final desta UC o aluno deverá ser capaz de:
- identificar os principais temas de investigação nas áreas de cosmologia e de buracos negros;
- analisar modelos matemáticos, e suas soluções, em diversos aspetos da evolução cosmológica;
- analisar modelos matemáticos que descrevem buracos negros;
- ler e replicar os cálculos de artigos científicos em cosmologia e buracos negros;
- desenvolver pensamento autónomo e original acerca dos temas estudados.
Conteúdos programáticos 1. Cosmologia homogénea e isotrópica
Isotropia e homogeneidade: observações e modelização
Dinâmica do modelo cosmológico
Horizonte cosmológico
Evolução do Universo
2. Campos escalares quânticos em contextos cosmológicos
Observáveis, álgebra de Weyl, estados quase livres e representações de Fock
Campos quânticos em espaços de Robertson-Walker
Campo escalar quântico no espaço de Sitter
Estados de Hadamard, estados adiabáticos e tensor de energia-momento
3. Modelos inflacionários e fenomenologia
Problemas do big bang e teoria da inflação
Dinâmica inflacionária e candidatos a inflação
Reaquecimento pós-inflacionário
Flutuações quânticas e origem das estruturas
Espetro de potência da radiação cósmica de fundo
4. Buracos negros
Simetria esférica
Solução de Schwarzschild
Extensão de Kruskal
Horizontes dos eventos, de Killing e Killing bifurcado
Buracos negros e termodinâmica
5. Efeitos de Unruh e Hawking
Efeito de Unruh em espaço-tempo plano e curvo
Efeito de Hawking
Buracos negros e informação
Bibliografia principal D Baumann 2012 TASI Lectures on Inflation (e-print arXiv:0907.5424v2 [hep-th])
ND Birrel, PCW Davies 1984 Quantum Fields in Curved Space, Cambridge Univ.Press
SA Fulling 1989 Aspects of Quantum Field Theory in Curved Space-Time, Cambridge Univ.Press
CW Misner, KS Thorne, JA Wheeler 1973 Gravitation, WH Freeman and Company
VF Mukhanov 2005 Physical Foundations of Cosmology, Cambridge Univ.Press
VF Mukhanov, S Winitzki 2007 Introduction to Quantum Effects in Gravity, Cambridge Univ.Press
LE Parker, DJ Toms 2009 Quantum Field Theory in Curved Spacetime, Cambridge Univ.Press
JA Peacock 1999 Cosmological Physics, Cambridge Univ.Press
RM Wald 1984 General Relativity, The Univ. of Chicago Press
RM Wald 1994 Quantum Field Theory in Curved Spacetime and Black Hole Thermodynamics, The Univ. of
Chicago Press
S Weinberg 2008 Cosmology, Oxford Univ. Press
Língua Português

Curso

Física
Data da última atualização: 2020-06-29
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