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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
Metodologias de Ensino e Critérios de Avaliação A avaliação consiste em resolução de problemas com base semanal (TC) e apresentação final de um trabalho na forma de monografia (M). A fórmula da nato de frequência (CEA) é dada por: 40% x (TC) + 60% x (M) = CEA
Bibliografia principal V. F. Mukhanov and S. Winitzki, Quantum Effects in Gravity, Cambridge University Press, 2007
V. Mukhanov, Physical Foundations of Cosmology, Cambridge University Press, 2005
Língua Português
Data da última atualização: 2024-05-29
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