Cosmología y la radiación fósil. Ariel G. Sánchez
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- Josefina Esther Ponce Sosa
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1 Cosmología y la radiación fósil Ariel G. Sánchez
2 Cosmología y la radiación del fondo cósmico de microondas
3 Contenidos: Que es la Cosmología? Que es la Radiación del Fondo de Microondas? De que esta hecho el Universo? Cual es la historia del Universo? Cual es el futuro del Universo? Existen otros Universos?
4 Que es la Cosmología? La cosmología es el estudio del Universo como un todo, su origen y su evolución. Puede distinguirse entre: - Cosmología Física - Cosmología Observacional
5 Que es la Cosmología? Las hipótesis básicas: - Las leyes de la Física son Universales: en gran escala solo importa la gravedad (Teoría de la Relatividad General de Einstein) - El Universo es espacialmente Homogéneo e Isótropo. Homogéneo Isótropo
6 Que es la Cosmología? Cerrado Abierto Plano
7 Que es la Cosmología? El primer modelo cosmológico fue el Universo estático de Einstein (1917). En 1929 Hubble observo una relación lineal entre la distancia a otras galaxias y su velocidad.
8 Que es la Cosmología? El primer modelo cosmológico fue el Universo estático de Einstein (1917). En 1929 Hubble observo una relación lineal entre la distancia a otras galaxias y su velocidad. El Universo se expande!
9 Que es la Cosmología? La expansión del Universo: 1m 1m 1m 1m
10 Que es la Cosmología? La expansión del Universo: 1m 1m 1m 1m 2m 2m 2m 2m
11 Que es la Cosmología? La expansión del Universo: 1m 1m 1m 1m 2m 2m 2m 2m 1m/h 2 m/h 3 m/h 4 m/h
12 Que es la Cosmología? La expansión del Universo: 4 3 Velocidad [m/s] Distancia [m]
13 Que es la Cosmología? La velocidad de las galaxias se mide por su corrimiento al rojo:
14 Que es la Cosmología? Posibles historias del Universo: f u t u r o h o y p a s a d o
15 Que es la Cosmología? Posibles historias del Universo: Factor de expansión hoy tiempo
16 Que es el fondo de microondas? Radiación del Fondo Cósmico de Microondas: - Fondo: Es la fuente de radiación mas distante. - Cósmico: su origen es cosmológico. Es un remanente del Big Bang. - Microondas: Se encuentra en la región de microondas del espectro electromagnético Radio Microondas Infrarrojo Ultravioleta Rayos X Rayos Gamma Visible
17 Que es el fondo de microondas? El Universo comenzó (muy) denso y (muy) caliente. Sus componentes están fuertemente ligados: forman un mismo fluido electrón protón fotón Las fluctuaciones en uno se reflejan en los otros.
18 Que es el fondo de microondas? Al expandirse el Universo se enfría. Alrededor de años después del Big Bang (T=3000 grados), los fotones se separan. recombinación El Universo se vuelve transparente
19 Que es el fondo de microondas? Los fotones libres viajan a través del Universo: sufren un gran corrimiento al rojo. Radio Microondas Infrarrojo Ultravioleta Rayos X Rayos Gamma Visible Hoy se observan en las microondas!
20 Que es el fondo de microondas?
21 Que es el fondo de microondas?
22 Que es el fondo de microondas? El fondo de microondas es altamente isotrópico.
23 Que es el fondo de microondas? El fondo de microondas es altamente isotrópico.
24 Que es el fondo de microondas? El fondo de microondas es altamente isotrópico.
25 Que es el fondo de microondas? El fondo de microondas es altamente isotrópico.
26 Que es el fondo de microondas? Esta radiación es un fósil del Universo temprano!.
27 Que es el fondo de microondas?
28 Que es el fondo de microondas? Podemos ver el fondo de microondas: Alrededor del 1% de la nieve en la TV proviene del Fondo de Microondas. Los astrónomos utilizan antenas especialmente calibradas, en tierra, globos o satélites.
29 Que es el fondo de microondas?
30 Que es el fondo de microondas?
31 Que es el fondo de microondas? El fondo de microondas da información acerca del contenido del Universo
32 Que es el fondo de microondas? El fondo de microondas da información acerca de la geometría del Universo
33 De que esta hecho el Universo? Un inventario del Universo: - Radiación: fotones + Es importante en el Universo temprano + Su densidad disminuye rápidamente
34 De que esta hecho el Universo? Un inventario del Universo: - Radiación: fotones - Materia ordinaria: protones, electrones, etc
35 De que esta hecho el Universo? Un inventario del Universo: - Radiación: fotones - Materia ordinaria: protones, electrones, etc. - Materia Oscura: + La mayor parte de la materia es oscura. + No emite radiación, solo interactúa gravitacionalmente. + Disminuye la tasa de expansión del Universo Es uno de los principales problemas de la cosmología!!!
36 De que esta hecho el Universo? Un inventario del Universo: - Radiación: fotones - Materia ordinaria: protones, electrones, etc. - Materia Oscura: - Energía Oscura: + Es el mayor problema en cosmología! + Sabemos que existe pero no conocemos su naturaleza + Acelera la expansión del Universo
37 De que esta hecho el Universo? Existen numerosos modelos de energía oscura: - Energía de vacío: (o constante cosmológica) + Propuesto por Einstein para obtener un Universo estático. + Su densidad es constante - Quintesencia: + Su densidad disminuye - Energía fantasma: + Su densidad aumenta
38 De que esta hecho el Universo? El Universo esta dominado por Energía oscura Energía Oscura 74% Solo comprendemos el 4% del contenido del Universo!. Materia Ordinaria 4% Materia Oscura 22%
39 Cual es la historia del Universo? Factor de expansión tiempo
40 Cual es la historia del Universo? Fondo de Microondas ( años) Inflación Edad Oscura Formación de galaxias, planetas, etc. Expansión acelerada (Energía oscura) Big Bang Primeras estrellas Edad del Universo 13.7 mil millones de años
41 Cual es la historia del Universo?
42 Cual es el destino del Universo? Tres posibles escenarios: Big Rip Big Bang Presente Futuro Expansión infinita Factor de expansión del Universo desaceleración aceleración Big Crunch Presente Futuro
43 Existen otros Universos? La existencia de otros Universos es un tema actual en la cosmología. Existen teorías que plantean la existencia de un Multiverso Una teoría corresponde a la física si es corroborable experimentalmente, de lo contrario, a la metafísica. La frontera entre la física y la metafísica ha variado con la historia.
44 Existen otros Universos? La mayor distancia observable es la distancia que ha recorrido la luz desde el Big Bang. Define el Universo Observable. Si el Universo es infinito existen infinitas regiones similares.
45 Existen otros Universos? La descripción física del mundo se realiza en dos pasos - Condiciones iniciales: el estado inicial de un sistema - Leyes físicas: describen la evolución a partir de las condiciones iniciales Si la física es determinista (clásica), las condiciones iniciales determinan la historia del sistema.
46 Existen otros Universos? Las condiciones iniciales en el Universo son determinadas por fenómenos cuánticos durante la inflación. Existe un numero finito de condiciones iniciales posibles. Como el Universo es infinito, cada una se debe repetir infinitas veces. Bajo las mismas leyes de la física, producen las mismas historias.
47 Existen otros Universos? Pensemos en las condiciones iniciales como canicas. Para cubrir un Universo infinito necesitamos infinitas canicas. Si las condiciones iniciales son finitas tenemos un número finito de tipos de canicas.
48 Existen otros Universos?
49 Existen otros Universos?
50 uhmm, no, Estoy cansada uhmm, si, por que no Existen otros Universos? La física es probabilista. Querés tomar Algo?
51 Existen otros Universos? Como cada condición inicial se repite infinitas veces, todos los resultados posibles se van a producir, infinitas veces!!!. Querés tomar Algo? uhmm, no, Estoy cansada Mientras tanto, en una Galaxia muy muy lejana Querés tomar Algo? uhmm, si, por que no
52 Existen otros Universos? El Multiverso es una predicción de la teoría cosmológica más aceptada en el momento. Enseña una lección: las teorías de Multiversos pueden ser contrastadas con las observaciones. Existen otras teorías de Multiversos, más complicadas y especulativas.
53 Por otro lado, y si no estamos solos en el Universo?
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