En este curso presentaremos una introducción a la astrofísica recorriendo el Universo desde escalas planetarias a escalas cosmológicas. Conectaremos los procesos físicos que gobiernan escalas pequeñas con la emergencia de estructura en escalas galácticas y cosmológicas, y con fenómenos relativistas como agujeros negros y ondas gravitacionales. El objetivo es que los cursantes construyan una visión integrada y actualizada del estado de conocimiento sobre el Universo y sus principales observaciones, y adquieran herramientas teóricas y metodológicas para modelar sistemas astrofísicos y extraer información física de observables.
PROGRAMA ANALÍTICO
1. Astronomía
Escalera de distancias cósmicas. Unidad astronómica. Movimiento planetario. Esfera celeste y coordenadas astronómicas. Modelo heliocéntrico. Leyes de Kepler. Paralaje y parsec. Candelas estándar. Magnitudes astronómicas. Diagrama de Hertzsprung–Russell. Espectros estelares. Cefeidas y relación período-luminosidad. Ley de Hubble y corrimiento al rojo. Fuentes de información astronómica. Radiación electromagnética y ventanas atmosféricas. Mensajeros no electromagnéticos. Telescopios ópticos. Resolución angular e interferometría. Parámetros instrumentales y condiciones de observación.
2. Planetas
Propiedades generales del Sistema Solar. Clasificación planetaria. Fuerzas de marea. Bloqueo de marea. Límite de Roche. Achatamiento rotacional. Interiores planetarios. Equilibrio hidrostático. Atmósferas planetarias. Escala de altura atmosférica. Gradiente adiabático. Estabilidad convectiva. Fuerza de Coriolis. Vientos geostróficos. Formación de sistemas planetarios. Exoplanetas. Métodos de detección de exoplanetas.
3. Estrellas
Ecuación de Boltzmann. Fluidos. Ecuación de transporte radiativo. Atmósferas estelares. Modelos estelares. Diagrama de Hertzsprung-Russell. Evolución estelar. Colapso gravitatorio. Supernovas y remanentes. Objetos compactos. El sol.
4. Agujeros negros y ondas gravitacionales
Ecuaciones de Einstein. Estructura estelar en relatividad general. Solución de Schwarzschild. Linealización de las ecuaciones de Einstein. Generación, propagación y detección de ondas gravitacionales.
5. Galaxias
La vía láctea. Medio interestelar. Secuencia de Hubble y clasificación morfológica. Dinámica de galaxias. Galaxias activas. Formación de galaxias. Astronomía extragaláctica. Lentes gravitacionales.
6. Cosmología
Principio cosmológico. Métrica de Friedmann-Robertson-Walker. Dinámica de universos. Corrimiento al rojo y expansión acelerada del universo. Historia térmica del universo. Fondo cósmico de microondas. Formación de estructuras. Materia y energía oscura. Tensiones cosmológicas actuales.
7. IA y astrofísica
Representación de datos astronómicos. Aprendizaje supervisado y no supervisado. Redes profundas y convolucionales. Clasificación de morfología. Detección de exoplanetas. Modelos generativos.