Héctor Rago [email protected] de Astrofísica TeóricaUniversidad de Los Andes
LOS DILEMAS DE LA COSMOLOGÍA:
n preguntas y m respuestas
sobre el universo, con n > m
¿De dónde salió todo?
¿De qué esta hecho el universo?
¿Tuvo un comienzoo es eterno?
¿Es infinito?
¿Tendrá un final?¿Es posible que la ciencia logre abordarlo y explicarlo?
¿Y nosotros qué hacemos aquí?
¿Nuestro papel es relevanteo accidental y episódico?
¿Por qué podemos hacernos estas preguntas?
¿Por qué precisamente ahora?
¿Cuál es la imagen que la cosmología nos brinda del universo?¿Cuáles las evidencias de que vamos bien?
¿Cuáles son los resultados confiables, cuáles los dilemas y cuáles las especulaciones?
VARIAS ESCALAS DEL UNIVERSO
“Con la vara que midas, serás medido”La Biblia
“El Hombre es la medida de todas las cosas”Protágoras
10 1010 1010 10 10 10 10-16 -8 O-5 2 7 16 23 28 cm.
ESCALA DE TIEMPOS
seg
10 1010 1010 10 10 10 10-20 -15 O-1 4 7 9 17 17
partí
cula
s
luz
reac
ción
segu
ndo
CP año
Hom
bre
Tier
ra
univ
erso
seg4X
ESCALA DE TEMPERATURAS
°K
10 103 10 10 102 3 8 9 14
Uni
vers
o ac
tual
Mér
ida
Sol Cen
tros
este
lare
s
Uni
vers
o a
10 se
g.
acel
erad
ores
°K3X 6 X
• Nuestras categorías de pensamiento reflejan el ambiente mediano en el que evolucionamos como especie.
• En otros ámbitos podemos (y debemos) esperar sorpresas.
•Dilema: ¿a quién debe serle fiel la ciencia: a nuestra intuición o a las observaciones?
Agujeros Negros
Régimen cuántico
protón
átomoADN
mosca
persona
edificio
Tierra
Sol
Galaxia
Universo
visible
Estrella
neutrónica
1
30
110
10
10-10 20
1050
cm
gr
10
10
10
10
10
-20
10 3010
-30
¿Por qué ahora?La Cosmología, un
invento del siglo XX
• “Cuando alguien en mi laboratorio habla del universo, llegó el momento de decirle que se vaya” Rutherford
• 1917: Primer artículo sobre cosmología.
• Hace 1oo años no sabíamos...
por qué brillan las estrellas
del átomo, ni núcleos
la velocidad de la luz es la mayor
existencia de otras galaxias
Hoy• Google 19.800.000
•Mejores Telescopios
•Aceleradores de partículas
• Capacidad de Cómputo para almacenar e interpretar más y mejores datos
•Comprensión de la gravitación y de la conducta de la materia en un amplio rango de condiciones.
• Ajuste mutuo de modelos y observaciones.
•Observaciones cruzadas, intercolaboraciones, enormes presupuestos...se desechan modelos
•Es posible “entender” científicamente al universo
La Realidad Física según la Física
¿ Es simple el universo ??
SIMPLE COMPLEJO
•electrón•átomo•estrella•universo•leyes básicas
•molécula•gallina•turbulencia•clima•galaxias•realidad
RELA
TIV
IDA
D
GEN
ER
AL
TEO
RÍA
C
UÁ
NTIC
A
NUEVA COSMOLOGÍA
COMPRENSIÓN DEL UNIVERSO
MODELO DEL UNIVERSO
Una estructura matemática llena de contenido físico que dé cuenta de los aspectos más
resaltantes del universo a gran escala y permita interpretar las observaciones
Dilema: OBSERVACIONES
MODELOMODELO
Pero:
LA MEGATORTA DEL UNIVERSO
Elementos pesados0,1%
Energía del vacío65%
Materia oscura fría30%
Bariones oscuros5%
Bariones luminosos0,5%
• Expansión (Hubble, 1929)
• Abundancia de elementos (Gamow...)
• Radiación Cósmica de fondo (Penzias y Wilson, 1964)
•Cualitativamente la formación de estructuras.
• Procesos físicos desde fracciones de segundo hasta hoy
• Libre de contradicciones y ninguna observación en contra
LOS CUERPOS DEL DELITO
• Tasa de Expansión H0 = 72 Km/seg. Mpc
• Edad t0 = 13 ± 1,5 millardos años
• Geometría espacio Euclidiana (k = 0)
• Temperatura T0 = 2,725 °K
•
PARÁMETROS DEL UNIVERSO
)5,024,0(3,07,0 lumoscuramatvac
• Entender mejor la formación de estructuras
• Qué es la materia oscura
• Naturaleza de la energía del vacío
•Asimetría materia antimateria
• Qué produjo la inflación, naturaleza del inflatón
•Origen y naturaleza del big bang (supercuerdas, cosmología cuántica, teoría cuántica de la gravedad)
• Azar vs. Necesidad: parámetros son accidentales?
MÁS DILEMAS
• ¿Continuará la expansión?
FAQ
•¿ Está el universo en una fase de expansión acelerada?•¿Qué indican las irregularidades de la RCF?• ¿Fue el big bang una explosión?• ¿Cuál será el futuro del universo?• ¿Qué había antes del big bang?• ¿Es infinito el
universo?• ¿Hay galaxias que se alejan de nosotros a una velocidad mayor que la de la luz?• ¿Hay otros universos?
Referencias
http://www.astro.ucla.edu/~wright/cosmolog.htm
http://www.damtp.cam.ac.uk/user/gr/public/cos_home.html
http://map.gsfc.nasa.gov/m_uni.html
http://www.saber.ula.ve
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