Relatividade geral e aplicações astrofísicas

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Objetivos

Juntamente com a teoria quântica, a teoria da relatividade geral (RG)–que completou o seu aniversário de cem anos recentemente–é um dos mais profundos desenvolvimentos na física do século 20 e é de extrema importância para descrever fenômenos astrofísicos. Alguns exemplos particularmente importantes são a dinâmica do sistema solar, buracos negros, ondas gravitacionais e cosmologia. O objetivo deste curso é fazer uma introdução à teoria da relatividade geral de Einstein, com um foco em aplicações astrofísicas. Daremos os rudimentos de relatividade restrita e geral, e apresentaremos soluções importantes da equação de Einstein, como espaços-tempos cujas consequências observacionais serão exploradas no curso através do estudo da dinâmica de partículas e raios de luz. Esta abordagem coloca os estudantes em contato com os fenômenos físicos em espaços-tempos curvos o mais rápido possível.

Programa Resumido

Relatividade restrita e mecânica relativística. Gravidade e geometria. As leis da gravitação de Einstein. Espaços-tempos curvos. Geodésicas. Geometria no exterior de uma estrela. Testes da RG no sistema solar e além. Buracos negros: teoria e observações. Ondas gravitacionais: teoria linearizada.

Pré-requisitos

  • Curso introdutório de mecânica clássica (leis de conservação, problema da força central, formalismos Lagrangiano e Hamiltoniano).
  • Noções básicas de relatividade restrita (Física 4) e álgebra linear.

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