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El universo en preguntas

conferencia

HectorRagoAlbujas
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El universo en preguntas

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Presentation Transcript

  1. EL UNIVERSO: Escuela de Física UIS diciembre 2013 hectorrago@gmail.com npreguntasymrespuestas, con n >> m

  2. PREGUNTAS [FAQ] Porquénosotros? La cienciaesunaempresa con vocaciónimperialista Siglo XVII Sistema Solar TécnicasobservaciónLey de Gravitación Siglo XIX ElectromagnetismoTecnología Ec. Maxwell Siglo XX Estructura de la materiaTecnologíaCuántica, Relatividad RadioAstronomía, infrarroja, ccd, Telescopiosespaciales, Modeloestándar, capacidad de cómputoy de manejo de datos… OBSERVACIONES TEORIAS Descripciónmáscreible, másprecisa, másextensa De la realidadfísica. Conocimientofactible de nuestrouniverso

  3. Dóndeestaba el universodesarrollandoesahistoria? En todaspartes, el universoesuniformeespacialmente. No hay puntosprivilegiados, no hay centronifronteras A granescala el espacioeshomogéneoeisótropo Escala: 108años-luz ~200.000 cuboshomogéneos años-luz 287.000cubos uniformes 4300 ºCuadrados

  4. Quiéncontrola la expansión? R.- La gravedad Quiéncontrola la gravedad? R.- Las densidades de materia-energía Relatividad general ExpansiónR(t) Materia Geometríak Ecuación fundamental

  5. Porqué se habla de geometría del espacio? La materiadistorsiona el espacioy lo hace no euclideano. Homogeneidad: k = 1 k = -1 k = 0

  6. Cómosabemosque el universo se estáexpandiendo? R1.- Porque lo dice la teoría (G. Lemaitre, 1927) R2.- Porque se observaquelasgalaxias se alejan de nosotros. 1 Ley (observacional de Hubble

  7. Quées un modelo de universo? R.- Es unasuposiciónacerca del contenido material del universo, y cómo cambia con R. La Ecuación Fundamental se integray se obtieneR(t) en términos de lasdensidadesactualesy de H0 Con R(t) se calcula la edad del universo… Con traducimos de t a z

  8. Para un modelo de universo, cómocalculamos la edad? R.- Dado R(t) calculamosdR(t)/dty de allíH(t) luegodespejamos el t0 en el que H vale H0 (valor medido) Ejemplo: Si sólohubieramateria usual, yk = 0 Satélite Planck, 2013 Y cuáles la edad del universo? R.- Yava

  9. Cuáles la geometría del espacio a escalacosmológica? R.- k = 0 el espacioes EUCLIDIANO!! Cómosabemoseso? R.- Por el fondo de radiación de microondas

  10. R.- Por el fondo de radiación de microondas

  11. Cuáles la longitud de onda del modo fundamental? R.- Unadistanciaprivilegiada: Con quéángulovemosesalongitud en el fondo de radiación? R.-

  12. R.- Por el fondo de radiación de microondas k = 0

  13. Qué hay en el universoy en quécantidad? Ecuación Fundamental Respuesta: Por la temperatura de la radiación: Porlentesgravitacionalesypor los efectosgravitacionalessobreestrellas en galaxiasycúmulos de galaxias, y Temperatura de gases en cúmulos.

  14. Quées la materiaoscura? R.- Es la materiacuyosefectosgravitacionalesmantienencohesionados a galaxiasycúmulos de galaxias. Materiafaltante, materiaoscura, materia invisible? Mercurioynuevafísica

  15. Cómosabemosque la materiaoscura no esmateria normal? Porque la abundancia de elementosligeroses un indicador de la densidad de materia normal

  16. Si no esmateria normal, quées la materiaoscura? R.- No sé / nadiesabe. Peroes “fría” CDM WIMP’s: W(eak) I(nteracting) M(assiveP(articles) M~ 100Mprotón Neutralino, [Supersimetríao de Dimensiones extra] Axiones

  17. Quées la energíaoscura? R.- Es el nombre dado al 70% de la masa-energíaque no se agrupa gravitacionalmente. Si sudensidadesconstante: Aceleración !! a No hay big bang

  18. De quéestácompuesta la energíaoscura? R.- Nadiesabe. 1.- Energía del vacío…pero… 2.- Constantecosmológica 2.- Quintaesencia

  19. Cuáles la temperatura del universo? R.- 2,73 ºK medidousando el espectro de Planck de la radiación 408 fotones/cc Pero

  20. Puedeunagalaxiatenervelocidades mayoresque la de la luz? V R.- SI!! c Movimiento peculiar en el espacio, relatividad especial L V c L LH

  21. V > c V < c V = c

  22. Podremosverunagalaxiaqueestéfuera de la esfera de Hubble? MORALEJA: La esfera de Hubble NO es el límite del universo!!

  23. Es el universoinfinito? R-. Si k = 0 el universoesinfinito: Las seccionest = constante lo son. El universoobservable (en modelos con un big bang) presentan un horizontecuyadistanciaes lo que la luzquesalió en t = 0 (z = ∞) ha recorridohastaahora. . .

  24. Puede un universo de 13.800 millardos de años ser masgrandequeeso en añosluz? R.- Sí. Hay querecordarque D = ct es la distancia en un espacioque no se “estire” En nuestrouniverso, D(horizonte) ~ 3ct0 ~ 42 mil- millones de añosluz

  25. Cuáles el factor de escala de nuestrouniverso real? R.- Integrando la Ecuación Fundamental con Los valoresobservacionales a t

  26. Se aceleranuestrouniverso real? R.- q z ~ 0,75

  27. Hay evidenciasobservacionales de la aceleración de la expansión?

  28. A. Riess S. Perlmutter B. Schmidt

  29. Quiéncontrola la expansión? R.- Depende de cuándo Materia domina Vacío domina Radiacióndomina

  30. Porqué el universoestáhecho de materiay no de materiayantimateria ? R1.- El universomuytemprano era simétricomateria / antimateria, perounaleveasimetría de lasleyes etc. etc… R2.- No sabemos

  31. Cuálserá la evoluciónfutura del universo observable? a Salengalaxias de la esfera de Hubble Universo se vadespoblando !! t

  32. Quéhabía antes del bigbang? Teoríacuántica de la gravitación? Quéserá de la vida de los multiuniversos, mega universos, universosparalelos?

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