Como continuación de la asignatura Teoría de Campos, los contenidos abordados en esta asignatura son

• Observadores, observables y procesos de medida, en Relatividad General, y en Mecánica Cuántica
• Teoría de campos en espacio-tiempo curvos
• Introducción a la gravedad cuántica

Empezando por esta última parte, las dos lineas fundamentales actuales para combinar la gravitación con la teoría cuántica de campos son la teoría de cuerdas y la gravedad cuántica de bucles. La teoría de cuerdas trata de la descripción de las partículas elementales, incluida el gravitón, como excitaciones cuánticas en el espacio-tiempo de un sistema de cuerdas y branas que existen en un espacio de mayor dimensión. La gravedad cuántica de bucles describe la estructura misma del espacio-tiempo en términos de unos bucles cuantizados. En la escala de energías mucho menores que la energía de Planck, ambas teorías se reducen a la teoría cuántica de campos en espacio-tiempo curvos, con una métrica que satisface las ecuaciones de Einstein a la que se añaden unas correcciones cuánticas dependientes de la curvatura.

Esta teoría cuántica ha sido capaz de mostrar cómo la gravitación y la teoría cuántica están fuertemente interconectadas al dar por ejemplo una descripción consistente de la entropía y las leyes termodinámicas de los agujeros negros, o definiendo el campo de inflación responsable de la expansión inicial del universo, cuyas trazas han dado lugar a la inhomogeneidad y anisotropia del fondo de microondas, o a la estructura a gran escala del universo que observamos actualmente.

Así mismo, para entender los principios de la teoría cuántica de campos en espacio-tiempo curvos y sus aplicaciones, es recomendable tener una base sólida en los fundamentos de los procesos de medida y observación en la Relatividad General, complementada con la formación previa en los procesos de medida cuánticos no relativistas. Permite comprender entre otros dos efectos relativistas de importancia fundamental, como son la radiación de Hawking y la radiación de Unruh.

En resumen, los objetivos de la asignatura son consolidar los conocimientos adquiridos en la Teoria de Campos, y profundizar en su conocimiento con su aplicación en los espacio-tiempo curvos, con una breve introducción a las teorías que tratan de formular la gravedad cuántica.