Este documento resume el escenario cosmológico actual, incluyendo que el universo está compuesto principalmente de energía oscura y materia oscura. Explica el descubrimiento de la radiación de fondo de microondas cósmicas (CMB) y cómo proporciona evidencia del Big Bang. También describe cómo las anisotropías en el CMB revelan información sobre la formación temprana de estructuras en el universo y cómo efectos como el de Sachs-Wolfe y Sunyaev-Zel'dovich pueden usarse para estudiar cúmulos de galax

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LOS SECRETOS ESCONDIDOS EN LA
RADIACIÓN CÓSMICA DE FONDO
Juan Carlos Muñoz Cuartas
IF-UdeA
Febrero 2016

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Lo que veremos...
✔ Resumen del escenario cosmológico:
De que está hecho el Universo?
✔ La novela del CMB
El descubrimiento
✔ Origen del CMB
✔ Propiedades
✔ Anisotropías
CMB y la formación de las estructuras,
las galaxias y usted!

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De que está hecho el universo?

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Energía Oscura

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La energía oscura solo se ve en las
grandes estructuras

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Materia oscura?

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Materia barionica!

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Sin materia oscura no habría galaxias,
pocas estrellas, pocos planetas y
probablemente pocas vacas....!
La formación de las galaxias

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MOVE

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George Gamow (1946)
El Universo temprano debió haber estado en unas
condiciones extrañas: Denso y caliente
El Universo temprano podía funcionarEl Universo temprano podía funcionar
como un reactor de fusióncomo un reactor de fusión
Fred Hoyle: Ni por el berraco!
El universo debe ser estacionario (no estático),
y debe haber estado ahí desde siempre!!
Ese tal “Big Bang” no existe!

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El Universo era caliente, pero la expansión lo enfría
Se puede predecir la temperatura del Universo!
(~5K en los 50's)
Solo la observación podría verificar el Big Bang
Que observaron?:
Un ruido permanente
y persistente en el equipo
Que será?

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El Universo era caliente, pero la expansión lo enfría
Se puede predecir la temperatura del Universo!
(~5K en los 50's)

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(Radiación Térmica)
Cualquier cuerpo que esté
por encima del cero absoluto
de temperatura puede emitir
radiación térmica
Planck 1905!

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El Universo era caliente, pero la expansión lo enfría
Se puede predecir la temperatura del Universo!
1964

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1990's
2000's
2013!

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En realidad, así es como se construye
el mapa del CMB
MOVE

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Pero, de donde sale la CMB?
Recombinación y
desacople
Imposible ver antes que esto!

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Por que Microondas?

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Pero el CMB tiene “acne”!

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De acá es de donde
sale la ciencia!
Fluctuaciones en el
campo de temperatura
(una millonésima de grado)
Anisotropías: Fluctuaciones primordiales

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Las anisotropías son la foto de
las estructuras del Universo temprano!

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Pero... no debería ser homogéneo e isotrópico?
Dipolo del CMB!
El Grupo Local se mueve hacia
el Gran Atractor a ~630km/s
(relativo al CM)

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Anisotropías: Efecto Sunyaev-Zel'dovich
Un cúmulo de galaxias es...

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Pero el cúmulo es mas que sólo galaxias... gas caliente,
muy caliente!

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De donde sale el gas caliente del cúmulo?

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Fotones de CMB pre-calentados por el gas del cúmulo!
El gas caliente del cúmulo “calienta” los fotones de la CMB

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(Efecto Compton Inverso)
Un fotón “colisiona” con electrón de alta energía,
“quitándole” energía al electrón

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Entre mas masivo el halo,
mas intensa la pertrbación
en el CMB

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MOVE

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Para que se puede usar el ESZ?
Encuentre el cúmulo de galaxias!
Es muy difícil encontrar estructuras como cúmulos en los datos de los surveys…
y solo es posible en el vecindario...

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El colapso de los halos de
materia oscura depende de
que tanta energía oscura hay!
La abundancia de cúmulos es una
medida indirecta de DE.

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Anisotropías: Efecto Sachs-Wolfe

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Dt n
Al azul Al rojol
(Corrimiento gravitacional)

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Efecto Sachs-Wolfe
Si el halo no es
estacionario hay un
cambio neto en la
energía del fotón

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Anisotropías: Efecto Sachs-Wolfe

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Como lo hacemos?
Con observaciones y con simulaciones….!

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Como se hace?

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Un halo en un universo plano y sin expansión
Nada!

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Nada!
Un halo evolucionando en un universo FRW
y en expansión

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Y este cambio “miserable” es SW!

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Energía oscura?

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Para Concluir...
● Hemos visto entonces de que está hecho el Universo.
● Vimos como la Radiación Cósmica de Fondo (CMB)
permea todo
● Como esta resulta ser lo mas lejano que podemos ver
en el Universo (en tiempo y espacio)
● Esta no es isotrópica… tiene defectos que pueden ser
usados para entender la estructura del universo como
tal.
● Y la influencia que tiene en el estudio del origen y la
estructura del Universo!