Cosmologia

Código:

AST4008

Sigla:

AST4008

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Astronomia

Ocorrência: 2019/2020 - 2S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável:	Mestrado em Astronomia e Astrofísica

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
M:A_ASTR	10	Plano de Estudos oficial desde_2013/14	1	-	6	42	162
M:F	5	Plano de Estudos Oficial	1	-	6	42	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

O objectivo geral da disciplina é o de desenvolver nos alunos o interesse pela Cosmologia, comunicando-lhes de uma forma coerente tanto os conceitos básicos como alguns dos desenvolvimentos mais recentes desta área.

Resultados de aprendizagem e competências

Após a frequência na disciplina de Cosmologia os alunos deverão ser capazes de: compreender as hipóteses fundamentais que estão na base do modelo cosmológico padrão; deduzir as equações que descrevem a dinâmica do Universo; fundamentar a evidência observacional do modelo cosmologico padrão; compreender os sucessos e limitações do modelo cosmologico padrão; compreender os processos termodinâmicos mais relevantes em cosmologia, em particular a recombinação e a nucleossíntese primordial; descrever os constrangimentos observacionais aos parâmetros cosmológicos e as respectivas consequências para a evolução do Universo; compreender a relevância de campos escalares em cosmologia, em particular na resolução de alguns dos problemas do modelo cosmológico padrão; compreender a evolução linear e não linear de fluctuacões de densidade de matéria em diferentes eras e escalas; compreender os mecanismos responsáveis pelas anisotropias da radiação cósmica de fundo e a sua relação com a estrutura de larga escala do Universo; descrever a evidência observacional para a existência de matéria e energia escura. Esta disciplina pretende também desenvolver um conjunto vasto de competências complementares em diversas areas, como sejam a organização pessoal e inter-pessoal, a comunicação escrita e oral, a cultura em Física e Astronomia, a procura e seleção de bibliografia e a escrita de artigos científicos.

Modo de trabalho

Presencial

Programa

1. Introdução

1.1 Conceitos básicos de Astronomia

1.2 Observações relevantes para a Cosmologia

1.3 Revisão de conceitos em Relatividade Restrita e Geral

2. O Universo em expansão

2.1 Princípio Cosmológico

2.2 Métrica de Friedmann-Robertson-Walker

2.3 Desvio cosmológico para o vermelho

2.4 Velocidades peculiares

2.5 Equação de estado

3. Cosmologia Relativista

3.1 Equação de Friedmann: dedução e soluções

3.2 Horizontes cosmológicos e a idade do Universo

3.3 Distâncias cosmológicas: angular e de luminosidade

4. Universo primordial

4.1 Cronologia

4.2 Partículas em equilíbrio térmico

4.3 Entropia

4.4 Desacoplamento de partículas relativistas e não-relativistas

4.5 Nucleossíntese primordial

4.6 Radiação cósmica de fundo de microondas

5. Inflação

5.1 Problemas do modelo cosmológico padrão

5.2 Modelos inflacionários

6. Formação de estrutura em larga escala no Universo

6.1 Evolução linear de perturbações de densidade

6.2 Funções de transferência

6.3 Evolução não-linear de perturbações de densidade

6.4 Descrição estatística de campos de densidade e velocidade

6.5 Caracterização observacional da estrutura em larga escala: distribuição de galáxias; propriedades do meio intergaláctico; efeito de lente gravitacional.

6.6 Anisotropias na temperatura e polarização da radiação cósmica de fundo de microondas

6.7 Estimação observacional de parâmetros cosmológicos: métodos gerais; oscilações acústicas bariónicas e propriedades dos enxames de galáxias.

Bibliografia Obrigatória

Mo Houjun; Galaxy formation and evolution. ISBN: 9780521857932
Coles Peter; Cosmology. ISBN: 0-471-48909-3

Bibliografia Complementar

Liddle Andrew; An introduction to modern cosmology. ISBN: 0-470-84835-9
Roos Matts; Introduction to cosmology. ISBN: 0-470-84910-X
Ryden Barbara; Introduction to cosmology. ISBN: 0-8053-8912-1
Weinberg Steven 1933-; Cosmology. ISBN: 978-0-19-852682-7
Dodelson Scott; Modern cosmology. ISBN: 0-12-219141-2
Peacock J. A.; Cosmological physics. ISBN: 0-521-42270-1

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

As aulas são de índole teórico-prática, em que os conteúdos que fazem parte do programa são explicados e a sua aplicação exemplificada.

Palavras Chave

Ciências Físicas > Astronomia > Cosmologia

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída sem exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Trabalho escrito	60,00
Trabalho prático ou de projeto	40,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Frequência das aulas	42,00
Total:	42,00

Obtenção de frequência

Comparência em pelo menos 75% das aulas.

Fórmula de cálculo da classificação final

A avaliação na unidade curricular de Cosmologia é composta pela resolução de exrcícios e de um trabalho final.