COSMOLOGÍA HOY Introducción Clase O

1. COSMOLOGÍA HOY Introducción Clase O

2. CÓDIGO: COSMOLOGÍA HOY Formación General (FCFM: FG1B9-1 o FGB10-1) CLASES: Marzo: 23-30, Abril: 6-13-20-27, Mayo: 4-11-18-25 Junio: 1-8-15-22-29, Julio: 6 www.plataforma.uchile.cl/ PROFESOR:NELSON ZAMORANOnzamora@ing.uchile.cl Asistente de Sala: Belén RojasAyudante : Ariel Órdenes PROFESORES INVITADOS: Marta Troncoso*, Patricio Rojo*,…* Por confirmar COSMOLOGÍA HOY

3. CLASES Y CONTROLES • CUANDO: • Miércoles de 16:15 – 17:45 • DONDE: • Sala G-303, FCFM, Edif. de Geología • EVALUACIÓN: • ASISTENCIA • Mayor que el 50% (20% de la nota) • Ojo con el siguiente punto !!

4. CLASES Y CONTROLES * Habrá algunas EVALUACIONES CORTAS durante la clase o al finalizar. Su nota se considerará como un porcentaje de la PRUEBA DE ALTERNATIVAS (ver a continuación.) (Con esta prueba se puede anular la firma de asistencia si no la rinde…) * PRUEBA DE ALTERNATIVAS y un par de preguntas de desarrollo (35%). Esto después de la clase 12 (aprox.). Será un día sábado y la anunciaremos con anticipación) * ENSAYO (45%) El profesor propondrá una serie de temas. Los alumnos pueden elegir uno de su preferencia que debe ser aprobado por el profesor.

5. EVALUACIÓN DE CLASES Y CONTROLES • MUY IMPORTANTE • SI SE DESCUBRE • COPIA A UN TRABAJO ( DE ESTE U OTRO AÑO ANTERIOR) • O COPIA DE PÁRRAFOS COMPLETOS BAJADOS DE INTERNET Y • PRESENTADOS EN EL ENSAYO FINAL SIN REFERENCIAS • ABRIRÉ UN SUMARIO CONTRA LOS RESPONSABLES. • Un ensayo que conste mayoritariamente de párrafos extraídos de la red, no será evaluado.

6. ANTIGÜEDAD: ASTRONOMÍA EGIPCIA, GRIEGOS, MAYAS… KEPLER, TICHO BRAHE, GALILEO, COPÉRNICO, EN GRAL. CIENCIA EN LA EDAD MEDIA ASTROBIOLOGÍA, VIAJES AL ESPACIO, COLONIZACIÓN, PLANETAS EXTRASOLARES ESTRELLAS: ENANAS BLANCAS, DE NEUTRONES, AGUJEROS NEGROS, SUPERNOVAS COSMOLOGÍA, MATERIA OSCURA, ENERGÍA OSCURA, UNIVERSO ACELERADO, DIMENSIONES EXTRA: BRANAS LHC: RELACIÓN ENTRE EL MICRO Y EL MACROUNIVERSO. NUEVOS INSTRUMENTOS, MISIONES RECIENTES Y SU SIGNIFICADO, NUEVAS TECNOLOGÍAS. ALGUNOS TEMAS POSIBLES

7. CONOCER LO QUE SUCEDE HOY EN COSMOLOGÍA:SUS LOGROS ACTUALES YUNO O DOS TEMAS TRATADOS EN MÁS DETALLE. RELATAR UNA HISTORIA ACERCA DE LAS IDEAS USANDO LA COSMOLOGÍA COMO HILO CONDUCTOR. PROPORCIONAR ELEMENTOS PARA DISCRIMINAR ENTRE CIENCIA Y SEUDO-CIENCIA. ACCEDER A ARTÍCULOS DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA.(INVESTIGACIÓN Y CIENCIA, AMERICAN SCIENTIST, … en biblioteca central de Ing.) Objetivos Generales

8. MOSTRAR QUE MUCHAS DE LAS PREGUNTAS ACTUALES HAN SIDO PLANTEADAS EN EL PASADO. PRESENTAR LAS IDEAS FÍSICAS QUE SUSTENTAN LOS MODELOS COSMOLÓGICOS. MOSTRAR EL MACROMUNDO Y EL MICROMUNDO ENTRELAZADO. Objetivos Específicos

9. Características del Curso: TRANSVERSAL HISTORIA, RELIGIÓN, FÍSICA… FUTURO DEL HOMBRE (muy ambicioso…) EDAD DE ORO TECNOLOGÍA TEORÍA (ATASCADA) Cómo lograr estos objetivos con el curso:Cosmología Hoy

10. HISTORIA: DE LA ANTIGÜEDAD A LOS GRIEGOS.Los modelos cosmológicos de las primeras culturas. Las bases del pensamiento actual. DE BRAHE A NEWTON.Las bases de la nueva ciencia. El descubrimiento de la materia oscura. Origen de los agujeros negros. LA TEORÍA DE LA RELATIVIDAD ESPECIAL Y GENERAL.Una nueva visión del universo: su expansión, objetos exóticos, galaxias activas… MECÁNICA CUÁNTICA.Las líneas espectrales. El fotón. El límite de la mecánica clásica: el principio de incertidumbre. El experimento de la doble rendija y la interferencia. Leyes de conservación. Los estados entrelazados. COSMOLOGÍA: ORIGEN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSOLa radiación de fondo. Formación de estructura en el universo. El universo inflacionario. Por qué no existe antimateria. La materia oscura y la energía oscura. El universo inflacionario.¿Deben existir otros universos? MODELOS Y OBSERVACIONES ¿CÓMO SURGIÓ EL UNIVERSO ACTUAL? EL MICRO Y EL MACRO UNIVERSO ENIGMAS ACTUALES ACERCA DEL UNIVERSO (Y LA FÍSICA). Multiversos, teoría de branas… OBSERVACIONES ACTUALES: LOS SATÉLITES. Resumen del curso

11. Lectura del libro : EL UNIVERSO HUBERT REEVES Es el PRIMER CAPÍTULO DEL LIBRO “LA HISTORIA MÁS BELLA DEL MUNDO” Ed. Anagrama, 1998 Estará disponible en el sitio. Es corto y entretenido Primer Control Corto: 13 de Abril

12. EL CURSO EN UN POEMAAdán Méndez:NUESTRA CIENCIA PARADIGMATICAES LA FÍSICA CONTEMPORÁNEA luego de varios años de ignorancia cosmológica no muchos pero se hicieron largos hoy día estamos más o menos como al principio Poema seleccionado de la obra ganadora, “Antología Precipitada”. Oct.1992 el universo es un huevo hay principio y hay fin todo va a desaparecer (peor que antes, como detallaremos más abajo porque no hay ni un miserable par de tortugas que sostenga el huevo)

13. LAS NUEVAS TECNOLOGÍAS Emigrar en busca de un ambiente más favorable La cosmología está siendo inundada por datos obtenidos a través de satélites. Estas máquinas han puesto a la cosmología en otro nivel. Hoy es preciso mirar los datos para saber si el modelo propuesto es un ejercicio académico o tiene algo que ver con la realidad. El satélite Chandra mide la intensidad de los rayos X provenientes del espacio. Los rayos X constituyen una huella digital de la existencia de agujeros negros. Recientemente el satélite denominado WMAP, midiendo las fluctuaciones de la radiación de fondo, ha logrado respaldar la hipótesis del universo inflacionario. Constituye el observatorio espacial más adelantado hasta el presente.

14. DISTANCIAS ASTRONÓMICASEscala relativa del Universo La pregunta es. ¿Cómo es posible que el hombre pueda imaginarse el universo? La extrapolación envuelve las escalas de tiempo y distancia. Nunca podremos saber a ciencia cierta qué sucedió al comienzo del universo. Lograremos tener un cuadro consistente, a eso llamaremos realidad. Sin embargo, es muy posible que, fuera del alcance de nuestro conocimiento actual, en el futuro de nuestra civilización, sea posible encontrar una relación entre dos leyes hoy conocidas que refleje un condición que debió existir en el punto de partida. Por ejemplo hoy no sabemos por qué el electrón tiene la carga que tiene. Por qué no es otro valor o por qué todos los electrones tienen la misma carga.

15. Escala de Tiempo: Escala relativa del Universo La imagen destaca que nuestra estadía en este universo es prácticamente nula. La edad del universo se estima en 13 mil millones de años. El registro de la existencia del hombre se remonta a a cinco o seis millones de años. La invención del telescopio es demasiado reciente en esta escala. Sin embargo hemos progresado una enormidad

16. ESTRUCTURAS EN EL UNIVERSO Colapso Monolítico enfriamiento y Formación Estelar Por ejemplo, suponemos que las galaxias espirales se forman a través de un choque de dos galaxias elípticas. Podemos estar presenciando este choque, pero sólo vemos una instantánea de lo que ocurre.

17. INTERACCIONES DÉBILES Origen de la energía del Sol Ciclo del protón-protón En el otro extremo, el de las distancias atómicas, conocemos la estructura atómica. También podemos asociar distancias al tamaño de algunas partículas elementales. Aquí aparece una vinculación profunda entre el macromundo y el micromundo. La energía proveniente del Sol ocurre por una cadena de reacciones que se ilustran en la figura adyacente. En el primer eslabón se suman dos protones (círculos con una p) y generan un positrón (e+), un neutrino (e) y un núcleo de deuterio (2H). La presencia de un neutrino  indica una interacción denominada débil. El origen de la energía del sol está marcado por esta interacción.

18. El hombre que descifró el funcionamiento del Sol Recientemente se confirmó el funcionamiento del Sol. Por años existió una gran duda acerca si la reacción que se ilustró en la figura era realmente la fuente de energía del Sol o no. El motivo de las dudas era que sólo se detectaba un tercio de los neutrinos emitidos por el Sol. Hoy sabemos, por otros experimentos realizados en la Tierra, que los neutrinos son en realidad tres familias de neutrino, que tienen masa y que los tres tipos de neutrinos oscilan entre un estado y otro. El experimento está diseñado para detectar un solo tipo de neutrinos, de allí que se descubra sólo un tercio de su número esperado de neutrino proveniente del sol. El modelo original data de los años 1930. Antes de esa fecha no se conocía el motor que originaba la energía al Sol. Hans Bethe elaboró la teoría y recibió en 1967 el Premio Nóbel por este trabajo.

19. A Giant Takes On Physics’ Biggest Questions En el CERN, el Gran colisionador Hadrónico podría recrear las condiciones físicas que se dieron cuando el universo era tenía una edad estimada en menos de 0, 000000000001 segundos. Aquí se muestra uno de los detectores de partículas masivas, llamada el Solenoide Compacto del Muón.

20. El BOSÓN DE HIGGS Entrevista a John Ellis, CERN No me cabe duda que el universo es un misterio. ¿Será posible encontrar una explicación para este misterio? Portentos de la imaginación, emperadores del intelecto desde Platón hasta Einstein han creado teorías basadas en hipótesis riesgosas y han derrochado optimismo en poder explicar este misterio. No parece recomendable apostar en contra de ellos…. Por ahora, ni soñaría en impedir a cualquier futuro (o futura) Einstein que desplegara su particular retórico o metafórica…