Relatividad general: simetrías, ondas de gravitación y cosmología (3 créditos)
Dr. Jaume Carot Giner
971 17 3225
jcarot @ uib.es
Dra. Alicia M. Sintes Olives
971 17 1380
alicia.sintes @ uib.es
Calendario: miércoles de 15:30 a 17:30 (2 cuatrimestre)

Programa:

  • Revisión de algunos conceptos simples en Geometría: Vectores y Espacio Tangente. Coordenadas y curvas coordenadas. Variedades Diferenciables. Tensores.
  • Transformaciones y simetrías: Grupos de transformaciones a un parámetro, generador infinitesimal, transformaciones finitas y órbitas. Transformaciones inducidas sobre tensores: función diferencial y "pull-back". Derivada de Lie. Simetría de un campo tensorial. Grupos r-paramétricos de transformaciones.
  • Breve introducción a la Relatividad General: Los espacio-tiempos como variedades. Las ecuaciones de campo,   el tensor impulso-energía   y las condiciones de energía.
  • Clasificación de soluciones exactas mediante el grupo de isometrías: Breve catálogo de familias de soluciones exactas de interés en astrofísica y cosmología relativistas.
  • Isometrías en detalle: Aplicación exponencial y coordenadas normales. Isometrías sobre la variedad y las transformaciones inducidas (diferencial y pull-back). Estructura grupal y álgebra asociada, grupo de isotropía y otros resultados.   Puntos fijos y puntos ordinarios: métricas espacialmente isotrópicas y métricas espacialmente homogéneas.
  • Modelos cosmológicos y Principios cosmológicos o prejuicios geométricos: El caso estándar y las métricas de FRW: una deducción detallada. Reduciendo la simetría: otros modelos cosmológicos. Modelos de Bianchi. Modelos inhomogéneos. Algunos modelos autosimilares.
  • Tópicos en Cosmología moderna: Los límites del modelo estándar. Inflación. Materia Oscura. Paredes de dominio y cuerdas cósmicas.
  • Ecuaciones de Campo linealizadas. Grados de libertad de gauge. Coordenadas armónicas.
  • Campos Newtonianos. Métrica de una estrella en la aproximación de campo débil.
  • Ecuación de onda. Solución de onda plana. Grados de libertad. Gauge TT "transverse traceless". Polarizaciones.
  • Generación de ondas gravitatorias. Radiación cuadrupolar. Fuentes de radiación. Pulsar binario PSR1913+16.

Objetivos:

  • Dar una formación básica que permita al estudiante investigar en   temas afines.
  • Profundizar en la comprensión de la Relatividad General y sus aplicaciones.

Criterios de evaluación:

  • Resolución de algunos problemas propuestos a lo largo del curso.
  • Presentación por parte del alumno de algún desarrollo seleccionado (p. Ej.: demostración de algún teorema, realización de algún cálculo detallado seleccionado de entre el material impartido en el curso, etc.)

Bibliografía: