A Astronomia e a Cosmologia foram desenvolvidas a partir de observações da luz emitida/refletida por diferentes objetos: planetas, estrelas,galáxias, quasares e assim por diante. Porém, nos últimos anos cada vez mais detectamos sinais de objetos astrofísicos que chegam até nós na forma de raios cósmicos, neutrinos ou mesmo ondas gravitacionaisEm alguns casos, eventos são detectados de múltiplas maneiras, o que permite desvendar novos efeitos físicos. Nessa disciplina vamos mostrar como a Astronomia e a Cosmologia estão sendo impactadas pelas novas observações em diversos canais.
Esse curso começa mostrando como as observações astronômicas usando luz visívell levaram às descobertas da expansão do universo, da matéria escura e da energia escura. Também vamos mostrar como os grandes levantamentos de galáxias e de quasares estão revelando a distribuição de matéria do universo em suas maiores escalas, o que nos permite testar a própria força de gravidade. Em seguida, vamos mostrar como as observações de ondas gravitacionais, em conjunto com outras observações no espectro eletromagnético, podem sanar um dos principais enigmas que acometem os físicos e astrônomos desde que Hubble fez sua descoberta: qual é exatamente a taxa de expansão do universo?
Na etapa seguinte desse curso vamos mostrar como partículas carregadas na forma de raios cósmicos ultra-energéticos e neutrinos de altíssima energia podem ser usados para melhor compreender a física por trás de objetos astrofísicos como buracos negros supermassivos, estrelas de neutrons, galáxias com alta taxa de formação estelar, etc. O potencial de uma análise conjunta multi-mensageira, ou seja, usando todas as possíveis sondas disponíveis (ondas eletromagnéticas, gravitacionais, raios cósmicos e neutrinos) será também explorado no curso.
