Introdução à Cosmologia
Prof.: Pieter Westera
UFABC, Bloco A, Torre 3, Sala 625-3
Tel. +55 (11) 4996 8373
E-mail: pieter.westera arroba ufabc.edu.br
código da disciplina: NHZ3023-15
TPI: 4-0-4
Carga Horária: 48
Recomendações: NHZ3043-15 Noções de Astronomia e Cosmologia
Mais recomendações: BCN0402-15 - Funções de uma Variável, BCN0407-15 - Funções de Várias Variáveis,
BIK0102-15 - Estrutura da Matéria, BCJ0204-15 - Fenômenos Mecânicos,
BCJ0205-15 - Fenômenos Térmicos, BCJ0203-15 - Fenômenos Eletromagnéticos,
BCK0103-15 - Física Quântica, NHT3054-15 - Teoria da Relatividade,
NHZ3020-15 - Fundamentos da Relatividade Geral
Ementa
Evolução histórica da cosmologia. Observações recentes e a estrutura do
universo. Descrição matemática do universo. Universo em expansão e a
constante de Hubble. Modelos de Friedmann. O universo acelerado e a
constante cosmológica. Matéria e energia escuras. História térmica do
universo. Radiação cósmica de fundo. A formação da estrutura do universo.
O universo inflacionário. Modelos alternativos.
Referências bibliográficas básicas:
Shore, Steven N. The tapestry of modern astrophysics. Hoboken, N.J: Wiley-Interscience, 2003. 861 p.
Carroll, Bradley W; Ostlie, Dale A. An introduction to modern astrophysics. 2 ed. San Francisco, EUA: Pearson Addison-Wesley, 2007. 1278 p.
Padmanabhan, T. Theoretical astrophysics. New York: Cambridge University Press, 2000. 3 v.
Bibliografia Complementar:
Coles, Peter Cosmology: a very short introduction. Oxford: Oxford University, 2001. 139 p. (Very short introductions).
Ferris, T. O despertar na via lactea uma história da astronomia. Rio de Janeiro: Editora Campus, 1990.
Hawley, J. F.; Holcomb, K. A. Foundations of modern cosmology. Oxford: Oxford University Press, 1989.
Horvath, Jorge et al. Cosmologia Física: do micro ao macro cosmos e vice-versa. Sao Paulo: Livraria da Fisica, 2007. 315 p.
Islam, J. N. An introduction to mathematical cosmology. Cambridge: Cambridge University Press, 1992. Disponivel em: http://assets.cambridge.org/97805214/96506/frontmatter/9780521496506_frontmatter.pdf.
Paulucci, Laura et al. A Cosmologia na Sala de Aula. 1. ed. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2022.
Mais dicas bibliográficas (Relatividade):
Einstein, Albert. A teoria da relatividade especial e geral. Rio de Janeiro: Contraponto, 1999. 136 p.
French, A. P. Special relativity. Boca Raton: CRC Press, 1968. 286 p. (The M.I.T. introductory physics series).
Hau, J. P. A broader view of general implications of Lorentz and Poincaré invariance / 2. ed. Hackensack, USA : World Scientific, c2006. 516p.
Hartle, James B. Gravity: an introduction to Einstein's general relativity. San Francisco: Addison Wesley, 2003. 582 p.
Lesche, Bernhard. Teoria da relatividade. São Paulo: Livraria da Física, 2005. 165 p.
Rindler, Wolfgang. Introduction to special relativity. 2 ed. Oxford: Clarendon Press, 1991. 169 p.
Rindler, Wolfgang. Relativity: Special, General, and Cosmological New York: Springer, 1979 284 p.
Russell, Bertrand. ABC da relatividade. Rio de Janeiro: Jorge Zahar, 2005. 175 p.
Schutz, Bernard F. A first course in general relativity
Turma A noturna (Santo André):
Horários: Segunda-feira das 19:00 às 21:00,
Quarta-feira das 21:00 às 23:00
Sala S - 305-2
Atendimento de Apoio
Terças-feiras, 17:00-19:00
Sala 625-3 (minha sala)
Monitoria
Não haverá monitoria. Vocês podem tirar dúvidas comigo, por exemplo no horário de atendimento
ou por e-mail. Tentarei responder o mais rapidamente possível.
Slides das Aulas
Pré-aula: Uso de unidades e Variáveis
Aula 01: Mitos, História I
Aula 02: História II
Aula 03: Conceitos básicos da Astronomia Diagrama Hertsprung-Russell animado**
Aula 04: Teoria padrão das Partículas, resumo do Big Bang até hoje
Aula 05: Cosmologia Newtoniana
Aula 06: Relatividade Restrita
Aula 07: Radiação Cósmica de Fundo I
Aula 08: Evolução de Estruturas, incl. em grandes escalas
Aula 09: Relatividade Geral
Aula 10: Métrica, Cosmologia Relativística I: Equações de Friedmann
Aula 10b: Métrica, Cosmologia Relativística I: Equações de Friedmann (minha versão)
Aula 11: Cosmologia Relativística II: O Modelo ΛCDM
Aula 12: Cosmologia Relativística III: Medidas de distância, Horizontes
Aula 13: Radiação Cósmica de Fundo II (análise do espectro angular)
Aula 14: Inflação Atualizado 04/04
Aula 14b: Inflação (versão antiga minha) + Energia Escura
Aula 15: Matéria Escura
Aula 16: Nucleossíntese Primordial
Aula 17: Futuro do Universo + Modelos alternativos
Moodle da disciplina
Listas
Lista 1 (da profa. Laura)
Lista 2 (de 2017)
Respostas da Lista 2
Obs.: A entrega das listas não é obrigatória, mas é recomendável fazé-las para praticar.
Materiais Adicionais
Anotações do estagiário docente (2026-1) Welder Aparecido Ribeiro de Melo sobre Conceitos Fundamentais da Relatividade Geral
Anotações do estagiário docente (2024-1) Gustavo Santos sobre Métrica
Anotações do estagiário docente (2024-1) Gustavo Santos sobre a época da Inflação
Aula da diciplina Teoria da Relatividade sobre conceitos da Relatividade Geral
Aula da diciplina Teoria da Relatividade sobre Cosmologia I
Aula da diciplina Teoria da Relatividade sobre Cosmologia II
Aula 1 de Noções em Astronomia e Cosmologia sobre História da Astronomia incl. alguns modelos cosmológicos da antiguidade
Aula 10 de Noções em Astronomia e Cosmologia sobre conceitos da Relatividade
Aula 15 de Noções em Astronomia e Cosmologia sobre Cosmologia I
Aula 16 de Noções em Astronomia e Cosmologia sobre Cosmologia II
Folha de consulta para a P1 (é distribuida nos testinhos/na prova)
Folha de consulta para a P2 (é distribuida na prova, junto com a da P1)
Avaliações
A avaliação do curso será dada por duas provas (P1 e P2) e 4 testes (T1 a T4, questionários no moodle). As provas valem 40% da nota cada uma e os testes, 5%.
Assim, a nota final será calculada da seguinte maneira: Nf = 0.4*P1 + 0.4*P2 + 0.05*T1 + 0.05*T2 + 0.05*T3 + 0.05*T4
A nota final em caso de recuperação será dada pela média simples
entre a nota final anterior (acima) e a Rec: Nfrec = (Nf+Rec)/2
As datas:
16/02-21/02: Questionário 1 (Mitos, História, Conceitos básicos da Astronomia, Teoria padrão das Partículas, do Big Bang até hoje, Aulas 1 a 4)
02/03-07/03: Questionário 2 (Cosmologia Newtoniana, Relatividade Restrita, Radiação Cósmica de Fundo I, Evolução de estruturas, Aulas 5 a 8)
11/03: Prova 1 (presencial, primeira metade da matéria até Evolução de estruturas, aulas 1 a 8)
23/03-28/03: Questionário 3 (Relatividade Geral, Cosmologia Relativística, Aulas 9 a 12)
20/04-25/04: Questionário 4 (Radiação Cósmica de Fundo II, Inflação, Energia e Matéria Escuras, Nucleossíntese Primordial, Futuro do Universo, Modelos alternativos, Aulas 13 a 17)
27/04: Prova 2 (presencial, segunda metade da matéria a partir de Relatividade Geral, aulas 9 a 17)
Os testes são de múltipla escolha
no Moodle (Abas Questionário 1 a 4).
Eles estarão abertos por uma semana útil (de segunda a sábado)
e vocês terão duas tentativas para submeter os questionários preenchidos.
Na prova, vocês podem usar uma calculadora. São distribuídas, junto com a prova,
folhas de consulta (vide Materiais Adicionais) com as fórmulas do conteúdo.
O critério de presença é a participação nas duas provas e em pelo menos três dos testes.
Sub*: 29/04
Rec**: a ser combinado (sugestão: 06/05)
Vista de provas: Quando eu estiver na minha sala
(por exemplo, no horário do atendimento, senão é irregular, é melhor combinar por e-mail)
Vista final: terça, 12/05, 17:00-19:00
*A Sub somente servirá os que faltaram justificadamente a uma das provas.
**Tem direito a fazer a Rec quem ficou com conceito final D ou F.
Conceitos:
A: entre 8 e 10
B: entre 6.5 e 7.9
C: entre 5 e 6.4
D: entre 4.5 e 4.9
F: entre 0 e 4.4
Notas das Avaliações
| RA |
T1 |
T2 |
T3 |
P1 |
| 11202021965 |
10 |
9 |
- |
2 |
| 11202021325 |
10 |
10 |
10 |
3 |
| 11202020277 |
10 |
9 |
10 |
10 |
| 11202130834 |
- |
10 |
7 |
0.5 |
| 11202322273 |
10 |
- |
5 |
4 |
| 11202130151 |
10 |
- |
10 |
4 |
| 11202130668 |
9 |
9 |
10 |
4 |
| 11202130100 |
10 |
10 |
7 |
7 |
| 11202130420 |
10 |
- |
7 |
7.5 |
| 11202021990 |
9 |
9 |
7 |
4 |
| 11095016 |
10 |
9 |
7 |
9 |
| 11202231079 |
9 |
10 |
10 |
9 |
| 11021016 |
10 |
- |
7 |
7.5 |
| 11201811349 |
10 |
7 |
7 |
1.5 |
| 11202131179 |
9 |
9 |
- |
- |
| 11202131213 |
10 |
9 |
10 |
7.5 |
| 11201812365 |
10 |
10 |
- |
- |
| 11202111116 |
- |
9 |
10 |
0 |
| 11201812105 |
10 |
9 |
- |
10 |
| 11202320902 |
8 |
7 |
- |
2.5 |
| 11201810519 |
9 |
- |
10 |
4 |
| 11201810816 |
- |
8 |
10 |
8.5 |
| 11202320877 |
10 |
9 |
10 |
9 |
| 11202131327 |
6 |
8 |
7 |
1 |
| 11202231727 |
10 |
10 |
10 |
2 |