Encabezado Facultad de Ciencias
Presentación

Física (plan 2002) 2021-1

Sexto Semestre, Relatividad

Grupo 8227, 60 lugares. 19 alumnos.
Profesor Pedro Antonio Sánchez Serrano ma ju 16 a 17:30
Ayudante Diego Domínguez Rivas

 
Clases los martes de 4 a 5:30 pm por Google Meet (el enlace para cada clase estará disponible en el calendario que está en el sitio del curso)
  • Sitio del curso (todos los inscritos e interesados deberán suscribirse ahí a la lista de correos).
Dudas o inquietudes: pedro.sanchez@correo.nucleares.unam.mx

CONTENIDO DEL CURSO

El objetivo del curso es introducir la teoría moderna del campo gravitacional (la teoría general de la relatividad) y sus aplicaciones básicas. Para poder llegar a ello primero se repasarán algunos aspectos de la física pre-relativista, se estudiará la teoría especial de la relatividad y se presentarán las herramientas matemáticas requeridas.

TEMARIO

1. Física pre-relativista:
Gravedad newtoniana. Principio de equivalencia. Invariancia en la física clásica.
2. Teoría especial y álgebra:
Postulados. Transformaciones de Lorentz. Efectos cinemáticos. Espacio-tiempo de Minkowski. Observadores y mediciones. Mecánica relativista. Covectores y tensores. Electrodinámica relativista.
3. Teoría general y geometría:
Principio de equivalencia bis. Variedades suaves y derivaciones. Distribuciones de energía-momentos. Curvatura. Ecuaciones del campo gravitacional. Campo débil y límite newtoniano.
4. Aplicaciones básicas:
Solución de Schwarzschild y agujeros negros. Ecuaciones linearizadas y ondas gravitacionales. Universo a gran escala y métrica de Robertson-Walker.

REQUISITOS

Un requisito general para el curso es la madurez física y matemática que adquiere un estudiante de física en sus primeros 2 ó 2.5 años de la carrera. En particular se requieren las siguientes materias.
Física:
Mecánica Vectorial (indispensable). Electromagnetismo I (indispensable). Fenómenos colectivos.
Matemáticas:
Álgebra lineal (indispensable). Calculo Diferencial e Integral III (indispensable). Ecuaciones Diferenciales I.

De no haber cursado o aprobado alguna de las materias anteriores necesitarás estudiar y trabajar extra para cubrir temas que vayas necesitando que no sean propios del curso, para lo cual podrás apoyarte en el profesor o el ayudante.

Es deseable ya haber tenido un primer encuentro con la relatividad especial (Electromagnetismo I ó Introducción a la Física Cuántica).

DINÁMICA DEL CURSO

El curso se llevará a cabo en una modalidad mixta. Específicamente, cada semana se tendrá:
-Una clase por videoconferencia (con pizarrón virtual principalmente).
-La asignación de una lectura de las notas del curso (escritas en LaTeX).
Adicionalmente, de acuerdo al avance y las necesidades del grupo, se podrán organizar sesiones de problemas con el profesor o el ayudante, preferentemente en el horario asignado de clase o en algún horario a convenir con los interesados.

Las clases por videoconferencia se grabarán (previo acuerdo con los alumnos) y se subirán a Google Classroom junto con las capturas correspondientes del pizarrón virtual.

Se utilizará la plataforma Perusall para realizar anotaciones colaborativas en las lecturas, lo cual formará parte de la evaluación del curso.

Los oyentes son bienvenidos pero se recomienda ampliamente que realicen las actividades del curso (al menos en su mayoría).

EVALUACIÓN

Para aprobar es necesario demostrar haber trabajado a lo largo del semestre y demostrar haber aprendido lo básico del curso. En particular se evaluará:

-Tareas 25%
-Exámenes para llevar (tareas-examen) 25%
-Participación de las lecturas 40%
-Trabajo final 10%

BIBLIOGRAFÍA

No hay un solo libro en el cual se base el curso, aunque los siguientes libros se adaptan bien en cuanto a contenido y estilo.
Básicos:
-Stephani, H. (2004). "Relativity: an introduction to special and general relativity." Cambridge University Press.
-Schutz, B. (2009). "A first course in general relativity." Cambridge University Press.
-d'Inverno, R. A. (1992). "Introducing Einstein's relativity." Oxford University Press.
Complementarios:
-Misner, C. W., Thorne, K. S., Wheeler, J. A. (1973). "Gravitation." W. H. Freeman and Company.
-Hawking, S. W., Ellis, G. F. R. (1973). "The large scale structure of space-time." Cambridge University Press.
-Norbert Straumann. (2013). "General relativity." Graduate Texts in Physics. Springer.

En este enlace hay lista más extensa de bibliografía para que puedas elegir el libro con el que mejor te adaptes.

 


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