Física (plan 2002) 2020-1

Optativas, Astrofísica Relativista

Contactar, en caso de estar interesad@ en tomar el curso, en:

astroxolotl@ciencias.unam.mx

Martes y jueves: de 16:00 a 17:30 horas. Facultad de Ciencias.

Primeras citas, martes 06 y jueves 08 de agosto, en la Facultad de Ciencias.

Temario

Astrofísica Relativista

OBJETIVO

Proporcionar al estudiante una visión integral de la Teoría de la Relatividad aplicada al área de la Astrofísica. Dicha visión se plantea en el contexto de los hallazgos observacionales (como agujeros negros, movimientos super-lumínicos, lentes gravitatorias, expansión del universo, la detección de las ondas gravitatorias, etc.). A partir de estos, se identifican las interpretaciones físicas relevantes y se elabora una formalización de estas a nivel introductorio. La teoría y los modelos son comparadas con las observaciones a lo largo de todo el espectro electromagnético.

I. GENERALIDADES I – Astrofísica

1. El nacimiento de la Astrofísica.

2. Procesos de Dispersión de fotones (Thompson; Rayleigh; Compton; Compton-inverso).

3. Caballitos de batalla de la Astronomía: Módulo de distancia, Ecuación de Transporte radiativo y leyes de Kirchhoff.

4. Galaxias “normales” y Galaxias con Núcleo Activo.

5. Cúmulos de Galaxias.

6. Expansión del Universo y el principio cosmológico.

II. GENERALIDADES II – Relatividad

1.Relatividad especial

Principio de Relatividad, Contracción de Lorentz, Dilatación del tiempo, Transformadas de Lorentz.

2. Relatividad general

Relatividad y gravitación, Principio de equivalencia, curvatura del espacio-tiempo, Ecuaciones de Einstein, Hoyos negros y colapso gravitacional.

III. Cuásares, Galaxias con Núcleo Activo y el nacimiento de la Astrofísica Relativista

1. El descubrimiento de los cuásares y la naturaleza de su corrimiento al rojo.

2. Cuásares y Galaxias con Núcleo Activo (AGN).

3. Propiedades de cuásares y AGNs.

4. Modelo estándar para AGNs.

5. Líneas espectrales en AGNs: Bosque de Lyman-alfa; líneas anchas de absorción; sistemas de líneas de elementos pesados.

IV. Algunos procesos astrofísicos que requieren relatividad para su correcta interpretación

1. Agujeros Negros.

2. Lentes gravitatorias.

3. Movimientos super-lumínicos.

4. Efectos de intensificación luminosa.

5. Ondas gravitatorias.

V. Cosmología física, a.k.a. cosmología relativista

1. Gravitación y Cosmología.

2. Geometría del espacio-tiempo: ¿métrica o segmento de línea?

3. Dinámica de la expansión del Universo

4. AGNs de altos corrimientos al rojo y la evolución del Universo.

Bibliografía:

“An Introduction to General Relativity: SPACETIME and GEOMETRY”

Sean M. Carroll. Addison Wesley 2004.

“Fundamental Astronomy”

H. Karttunen, P. Kroger, et al. , Springer-Verlag, 1996, 3era. Edición.

“Quasars and active galactic nuclei: an introduction”

Kembhavi, A. K.; Narlikar, J. V. Cambridge U Press, 1999, Physics Today, vol. 53.

“Astrophysics of Gaseous Nebulae and Active Galactic Nuclei” (2ª edición). Sausalito, CA: University Science Books. Osterbrock, Donald E.; Gary J. Ferland (2006).

“Cosmology and Astrophysics Through Problems”

T. Padmanabhan. Cambridge University Press, 1996.

“University Astronomy”

J.M. Pasachoff, M.L. Kutner, Philadelphia: Saunders, 1988, 3era. Edición.

“Temas selectos de astrofísica”

Manuel Peimbert, compilador. México, UNAM, 1984.

“Introduction to Cosmology”

Barbara Ryden, Addison Wesley, 2003.

“The Physical Universe. An introduction to Astronomy”

Frank H. Shu, University Science Books, Mill Valley, California, 1982.

“Gravitation and Cosmology: Principles and Applications of the General Theory of Relativity”

Steven Weinberg. Ed. Wiley, 1972.

“Astronomy: The evolving Universe”

Michael Zeilik, Stephen Gregory et al., Forth Worth: Saunders College, 1992, 3era. Edición.