A la recerca de l’Univers

Aquest curs pretén revisar quina és la visió científica actual de l’Univers i de les lleis que el governen i quin impacte pot tenir aquest coneixement sobre les nostres vides. Va dirigit a tots els públics i no es pressuposa cap coneixement previ específic.El curs està estructurat en tres parts, que es poden realitzar conjuntament o de manera independent. 
En la primera, ens centrarem en el que hi ha allà afora, en les grans escales, tal com ens ho descriuen l’astrofísica i la cosmologia. 
En la segona part, aprofundirem en l’escenari privilegiat de tots els fenòmens físics, l’espaitemps tal com el descriu la teoria de la relativitat. 
En la tercera part, ens plantejarem què passa aquí dins i enfocarem la nostra mirada cap al món microscòpic, el regne de la física quàntica.



1er mòdul: del 15 d'octubre al 3 de desembre
Què hi ha allà afora? 
L’Univers descrit per l’astrofísica i la cosmologia


2n mòdul: del 4 de febrer al 10 de març
L’espaitemps: escenari privilegiat de la física. 
Introducció a la teoria de la Relativitat

Quan ens proposem estudiar qualsevol fenomen físic, hi ha dos conceptes que acostumem a donar per descomptats: l’espai i el temps. La visió majoritària entre el públic no especialitzat segueix sent molt semblant a la de la física del segle XIX: un espai i temps rígids i absoluts, que serveixen de rerefons a la dança entre la llum i la matèria.
Tanmateix, la teoria de la relativitat d’Einstein ens va ensenyar ja fa més de cent anys que espai i temps són conceptes relatius, que depenen de l’observador. És més, tal com va dir el matemàtic Hermann Minkowski, “l’espai i el temps per separat estan destinats a desaparèixer com ombres i només la unió d’ambdós pot representar la realitat”.
Una altra de les grans intuïcions d’Einstein va ser relacionar l’estructura de l’espaitemps amb la gravetat. Així va néixer la relativitat general, una teoria que ha predit fenòmens sorprenents com els forats negres, les ones gravitacionals o l’expansió de l’univers. Fenòmens que, durant anys han servit d’estímul per a la ciència ficció i que, recentment, han obtingut diverses confirmacions experimentals.   

• 1. Llum, temps i espai: una visió clàssica
  2. Relativitat especial: un postulat i una velocitat constant
  3. Temps, espai i energia després de la relativitat
  4. Relativitat general: la gravetat com a distorsió de l’espaitemps
  5. Distorsions extremes: forats negres i ones gravitacionals
  6. Un univers en expansió

3r mòdul: del 14 d'abril al 26 de maig
Què passa aquí dins? 
Introducció a la Física Quàntica

De què estem fets? Existeix el buit? Quins són els constituents fonamentals de la matèria? Són també preguntes que es remunten a les cultures clàssiques. La recerca de principis fonamentals i d’uns elements constituents bàsics a partir dels quals poder explicar tot allò que existeix, és una constant en la història de la física.
L’intent de trobar resposta a totes aquestes qüestions va portar a una autèntica revolució científica durant el segle XX: la revolució quantica, associada a noms com el d’Einstein, Planck, Bohr, Schrödinger o Heisenberg. 
Aquest canvi de paradigma va modificar la nostra concepció de la realitat, va qüestionar la pròpia existència d’una realitat objectiva i ens va deixar en mans de la probabilitat. Alhora, l’impacte de la física quàntica en les nostres vides ha estat també pràctic: la comprensió precisa dels fenòmens microscòpics ha estat a la base del desenvolupament de nombroses tecnologies.
Però la cursa pel principi únic, per la “pedra filosofal” de la Natura, sembla lluny d’haver-se acabat. Encara són molts els interrogants i les peces del trencaclosques que no acaben d’encaixar. Per què hi ha tantes partícules fonamentals? Totes les forces de la Natura són en realitat manifestacions diferents d’una força fonamental? Com es poden fer compatibles la quàntica i la teoria de la relativitat? Totes aquestes qüestions ens porten a nous i suggestius escenaris com el de la teoria de cordes i les dimensions extra, que encara semblen lluny de poder-se comprovar experimentalment. 

• 1. La llum: ona o partícula?
  2. Fenòmens inexplicables: la llum està quantitzada
  3. Aleshores, les partícules també són ones?
  4. La funció d’ona: descripció quàntica de la realitat
  5. Fenòmens quàntics: indeterminació, efecte túnel i entrellaçament.
  6. El model estàndard i el descobriment del Higgs
  7. Més enllà de les partícules: cordes i dimensions extra

Bibliografia
El universo en tu mano, Christophe Galfard, Blackie Books
Cosmos, Carl Sagan, Planeta
100 qüestions d'astronomia, Jordi Aloy i Domènech, Cossetània 
100 qüestions sobre l'univers, Joan Anton Català Amigó, Cossetània 
Los tres primeros minutos del Universo, Steven Weinberg, Alianza Editorial
Set lliçons breus de física, Carlo Rovelli, Anagrama
Los sueños de Einstein, Alan Lightman, Libros del Asteroide
Gravedad, Marcus Chown, Blackie Books
Agujeros negros y tiempo curvo, Kip Thorne, Crítica
Iluminando el lado oscuro del universo, Roberto Emparan, Ariel 
El universo elegante, Brian Greene, Crítica
Desayuno con partículas, Sonia Fernández-Vidal, Francesc Miralles, Plaza & Janes Editores 
Introducción al mundo cuántico, David Jou, Pasado y Presente
Cuántica: Qué significa la teoría de la ciencia más extraña, Philip Ball, Noema
¡Cuántica!, José Ignacio Latorre, Ariel