Cosmologia Cuantica

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La relatividad general nos describe el campo gravitatorio como deformaciones del espacio-tiempo, concretamente, como una modificación de su métrica (distancias e intervalos temporales). Al igual que la partícula, el campo gravitatorio también puede evolucionar desde una configuración hasta otra. Por ejemplo, para una estrella que explota en supernova, su campo gravitatorio estará evolucionando. El espacio de configuraciones de la relatividad general es el espacio de todas las métricas posibles. A este espacio se lo denomina superespacio. En cosmología es usual centrarse en las métricas que corresponden con espacios homogéneos e isótropos, es decir, métricas en las que el espacio dentro del espacio-tiempo tiene características iguales en todos los puntos. Estos espacios pueden no obstante evolucionar con el tiempo ---por ejemplo expandir de acuerdo con la ley de Hubble---. Al espacio de configuraciones de estas métricas se lo denomina minisuperespacio. En la cosmología cuántica la situación es similar y el efecto túnel adquiere un papel importante. Un modelo simplificado donde aparece este fenómeno es el espacio-tiempo de de-Sitter. Este modelo resulta cuando se considera un espacio completamente vacío pero con una constante cosmológica*. Este modelo es homogéneo e isótropo no solo en el espacio, sino también en el tiempo. Se trata de un modelo de en el cual cualquier punto del espacio-tiempo es igual a todos los demás. En otras soluciones cosmológicas con singularidad inicial sólo los puntos de una sección espacial son todos iguales, mientras que los puntos en secciones espaciales diferentes no tienen por qué ser iguales, es decir, no tienen por qué tener características iguales de densidad, curvatura, etc. En el modelo de-Sitter, sin embargo, todos los puntos son iguales. Esto significa que el modelo no presenta una singularidad inicial. Este modelo es de especial interés porque describe una expansión acelerada, tal y como se asume que se dio en el periodo inflacionario (Teoria del Big-Bang). En la teoría clásica de cosmología no es concebible que el universo haya sido siempre De-Sitter (infinito en el pasado) porque esto significaría que

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La relatividad general nos describe el campo gravitatorio como deformaciones del espacio-tiempo, concretamente, como una modificacin de su mtrica (distancias e intervalos temporales). Al igual que la partcula, el campo gravitatorio tambin puede evolucionar desde una configuracin hasta otra. Por ejemplo, para una estrella que explota en supernova, su campo gravitatorio estar evolucionando. El espacio de configuraciones de la relatividad general es el espacio de todas las mtricas posibles. A este espacio se lo denomina superespacio.En cosmologa es usual centrarse en las mtricas que corresponden con espacios homogneos e istropos, es decir, mtricas en las que el espacio dentro del espacio-tiempo tiene caractersticas iguales en todos los puntos. Estos espacios pueden no obstante evolucionar con el tiempo ---por ejemplo expandir de acuerdo con la ley de Hubble---. Al espacio de configuraciones de estas mtricas se lo denomina minisuperespacio.En la cosmologa cuntica la situacin es similar y el efecto tnel adquiere un papel importante. Un modelo simplificado donde aparece este fenmeno es el espacio-tiempo de de-Sitter. Este modelo resulta cuando se considera un espacio completamente vaco pero con una constante cosmolgica*. Este modelo es homogneo e istropo no solo en el espacio, sino tambin en el tiempo. Se trata de un modelo de en el cual cualquier punto del espacio-tiempo es igual a todos los dems. En otras soluciones cosmolgicas con singularidad inicial slo los puntos de una seccin espacial son todos iguales, mientras que los puntos en secciones espaciales diferentes no tienen por qu ser iguales, es decir, no tienen por qu tener caractersticas iguales de densidad, curvatura, etc. En el modelo de-Sitter, sin embargo, todos los puntos son iguales. Esto significa que el modelo no presenta una singularidad inicial.Este modelo es de especial inters porque describe una expansin acelerada, tal y como se asume que se dio en el periodo inflacionario (Teoria del Big-Bang). En la teora clsica de cosmologa no es concebible que el universo haya sido siempre De-Sitter (infinito en el pasado) porque esto significara que siempre existi, y se ha comprobado que tuvo un comienzo. Entonces, forzosamente tuvo que haber sido de otro tipo, entonces debi de tener una singularidad inicial t = 0. Lo que no puede ocurrir en la teora clsica es que un universo empezase con singularidad inicial y luego se convirtiese en de-Sitter.Lo sorprendente es que la cosmologa cuntica en el minisuperespacio hace posible un modelo de universo que tiene una singularidad inicial en t = 0, pero se comporta como de-Sitter un instante despus en t > 0. El mecanismo involucrado es precisamente el efecto tnel. Aqu la situacin bsicamente anloga a la de la partcula que se encuentra frente a un potencial, aunque aqu la nocin de potencial es el del potencial con el que se encontraba el universo en t = 0 para tunelar hacia el modelo de-Sitter en t>0. Esta es una legtima solucin a las ecuaciones de la cosmologa cuntica.Hemos visto que en la mecnica cuntica una partcula libre ya no se mueve a lo largo de una trayectoria rectilnea, sino que para cada instante de tiempo la funcin de onda nos dice dnde encontrar a la partcula con cierta probabilidad. Sin embargo esta idea se puede reformular diciendo que la partcula toma realmente todos los caminos a la vez, cada uno de ellos con cierta probabilidad, que en esencia, es lo mismo.sta formulacin permite calcular probabilidades de la transicin entre dos configuraciones espaciales determinadas, sumando las probabilidades sobre todas las geometras del espacio-tiempo intermedias posibles. La propuesta de Vilenkin consiste en tomar como condicin inicial una mtrica espacial inexistente y sin correspondencia con al teora de la relatividad general y fue denominado "nada" por Vilenkin para describir a este universo con una cierta singularidad inicial diferente de cero.En definitiva, tenemos un modelo de universo que aparece de un estado de geometra nula o bien de una geometra puramente espacial (sin eje temporal) y que a travs del efecto tnel llega a ser un universo en expansin como el que conocemos hoy. Esta es una elegante respuesta a la pregunta sobre la creacin del universo que observamos.C. cosmolgica:Debido a la accin de la gravedad la expansin se frena. Sin embargo, es posible considerar la posibilidad de una expansin universal acelerada positivamente. Esto es justamente lo que sucede si existe una presin que acte en sentido contrario a la gravedad (algo as como una gravedad negativa, pero constante a pesar del cambio de volumen durante la expansin). Un campo que genere este tipo de presin es lo que se llama la "constante cosmolgica" ( y la densidad asociada con esta ) .