Charla dictada en la Escuela de Relatividad Campos y astrofísica "La Hechicera"

1. Héctor Rago rago@ula.ve
Centro de Astrofísica Teórica
Universidad de Los Andes
EL UNIVERSO
Y LA COSMOLOGÍA

3. ¿De dónde salió todo?
¿De qué esta hecho el
universo?
¿Tuvo un comienzo
o es eterno?
¿Es infinito?
¿Tendrá un final?

4. ¿Es posible entender “científicamente”
al universo? ¿Cómo?
¿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?

5. t y
0 0
1 5
2 20
3 45
... ...
Entender científicamente un fenómeno

6. t y
0 0
1 5
2 20
3 45
... ...
0
5
20
45
1 2 3 Seg.
mt.

7. 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
electrón
átomo
polvo
centímetroHombre
Tierra
sistema
solar
galaxia
universo
cm.

8. ESCALA DE TIEMPOS
seg
10 1010 1010 10 10 10 10
-20 -15 O-1 4 7 9 17 17
partículas
luz
reacción
segundo
CP
año
Hombre
Tierra
universo
seg4X

9. ESCALA DE TEMPERATURAS
°K
10 103 10 10 10
2 3 8 9 14
Universo
actual
Mérida
Sol
Centros
estelares
Universo
a10seg.
aceleradores
°K3X 6 X

10. • 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?

11. Agujeros Negros
Régimen cuántico
protón
átomo
ADN
mosca
persona
edificio
Tierra
Sol
Galaxia
Universo
Estrella
1
30
110
10
10-10 20
10
50
cm
gr
10
10
10
10
10
-20
1030
10
-30

12. ¿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

13. • 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

14. La Realidad Física según la Física
¿Es simple el universo ??
SIMPLE COMPLEJO
•electrón
•átomo
•estrella
•universo
•leyes básicas
•molécula
•gallina
•turbulencia
•clima
•galaxias
•realidad

15. RELATIVIDAD
GENERAL
TEORÍA
CUÁNTICA
NUEVA COSMOLOGÍA
COMPRENSIÓN DEL UNIVERSO

16. 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:

20. LA MEGATORTA DEL UNIVERSO
Elementos pesados
0,1%
Energía del vacío
65%
Materia oscura fría
30%
Bariones oscuros
5%
Bariones luminosos
0,5%

21. • 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

22. • 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 =Ω=Ω=Ω=Ω lumoscuramatvac

23. • 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

24. • ¿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?

26. 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