Cosmología o... dónde estamos, de dónde venimos y a dónde vamos?
La charla Algo de Relatividad General El universo y cómo recibimos información El principio copernicano La ley de Hubble Distribución de materia a gran escala Postulados del modelo cosmológico Modelos espacialmente isotrópicos Λ-CDM Cronología del universo Materia oscura, energía oscura y el futuro
Algo de Relatividad General Teoría que describe las interacciones gravitatorias. El universo es un espacio-tiempo. La materia determina la geometría del espacio-tiempo. La geometría del espacio-tiempo determina cómo se mueve la materia. Materia + postulados cosmológicos geometría del universo.
Algo de Relatividad General
Algo de Relatividad General
El universo y cómo recibimos información
El universo y cómo recibimos información
El principio copernicano "Los seres humanos no son observadores privilegiados del universo"
El principio copernicano "Los seres humanos no son observadores privilegiados del universo" Carl Sagan: " Quiénes somos? Encontramos que vivimos en un planeta insignificante de una estrella ordinaria perdida en una galaxia metida en una esquina olvidada de un universo en el cual hay muchísimas más galaxias que personas"
La ley de Hubble
La ley de Hubble v = H 0 D H 0 = 70 km/s Mpc
La ley de Hubble v = H 0 D H 0 = 70 km/s Mpc
Distribución de materia
Postulados del modelo cosmológico La Relatividad General es la teoría correcta para el universo a gran escala. Principio cosmológico: el universo es espacialmente homogéneo e isótropo.
Modelos espacialmente isotrópicos
Modelos espacialmente isotrópicos "Materia fría" o "radiación incoherente"
Λ-CDM Principios: La Relatividad General es la teoría correcta para el universo a gran escala. Principio cosmológico: el universo es espacialmente homogéneo e isótropo. El universo contiene "energía oscura". El universo contiene "materia oscura fría". Las partículas están descriptas por el Modelo Estándar. Hubo un periodo inflacionario.
Λ-CDM Predicciones: Existencia y estructura del fondo cósmico de microondas (CMB). La estructura a gran escala en la distribución de galaxias. Las abundancias de hidrógeno, helio y litio. La expansión acelerada del universo.
Λ-CDM
Λ-CDM
Λ-CDM 400 350 Cosmic Microwave Background Spectrum from COBE COBE Data Black Body Spectrum 300 Intensity [MJy/sr] 250 200 150 100 50 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Frequency [1/cm]
Λ-CDM
Cronología del universo
Cronología del universo Universo muy temprano (especulativo) Época de Planck: 0s 10 43 s Dónde está nuestra teoría cuántica de la relatividad? Una sola fuerza fundamental. Época de la Gran Unificación: 10 43 s 10 36 s La fuerza gravitatoria se desacopla de las otras fuerzas. Época electrodébil: 10 36 s 10 32 s Se desacoplan las fuerzas fuerte y electrodébil. Época inflacionaria: 10 32 s - quien sabe El universo multiplica su volumen por lo menos en un factor de 10 78. Al finalizar la etapa inflacionaria, el universo está lleno de un plasma quark-gluon.
Universo temprano Cronología del universo Época de Quarks: 10 12 s 10 6 s El bosón de Higgs adquiere un valor de expectación de vacío, la fuerza débil y la electromagnética adquieren diferentes rangos, las partículas que interaccionan con el Higgs se vuelven masivas. Época hadrónica: 10 6 s 1s Se forman hadrones. Al final se desacoplan los neutrinos. Época leptónica: 1s 10s Los hadrones y antihadrones se aniquilan, dejando el universo dominado por leptones. Al finalizar la época, la mayoría e leptones y antileptones se aniquilan, dejando un residuo de leptones.
Cronología del universo Época fotónica: 10s 380.000a La energía del universo está dominada por fotones, que interactuan fuertemente con el plasma. Nucleosíntesis: 3m 20m Se forman núcleos atómicos: deuterio, helio-4, y trazas de otros núcleos livianos. Época dominada por materia: 70.000a La materia oscura empieza a dominar la dinámica, lo que permite el comienzo de la formación de estructura. Recombinación: 380.000a Los electrones son capturados por los átomos, volviendo el universo transparente a los fotones. Esto es el CMB. Época oscura: 380.000a 400Ma
Cronología del universo Formación de estructura Reionización: 150Ma 1.000Ma Se forman las primeras estrellas y quasares, que ionizan el medio interestelar. Formación de estrellas. Formación de galaxias. Formación de grupos, clusters y superclusters. Formación del sistema solar: 9.000Ma Hoy: 13.800Ma
Cronología del universo Final del universo Big Rip: > 30.000Ma Big Crunch: 100.000Ma Big Freeze:> 10 8 Ma
Materia oscura, energía oscura y el futuro
Materia oscura, energía oscura y el futuro
Materia oscura, energía oscura y el futuro