Relatividad 3

rago@ula.ve

HABLANDO

DE RELATIVIDAD:

COSMOLOGÍA O LA EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO

ALGUNAS PREGUNTAS• ¿Es posible “entender” científicamente al universo?

• ¿Cuáles son las suposiciones fundamentales?

• ¿Cuáles son las consecuencias de esas suposiciones?

• ¿Cuáles son las observaciones que avalan la descripción?

• ¿Cuáles son las limitaciones y puntos débiles?

ALGUNAS RESPUESTAS ¿Es posible “entender” científicamente al universo?

SI:

•porque disponemos de la relatividad general

•porque comprendemos la conducta de la materia

•porque disponemos de una sofisticada tecnología

•porque es “simple” pero no tanto

ALGUNAS RESPUESTASAlgunas suposiciones fundamentales:

• El universo está dominado por la gravedad

• La relatividad general es válida

• Las leyes locales son válidas siempre y en todas partes

•La materia y energía están distribuidas a gran escala “uniformemente” (Principio Cosmológico)

PRINCIPIO COSMOLÓGICO

Uniformidad de la materia y energía

Equivalencia de puntos y direcciones

• Distribución de galaxias

• Observación de la RCF

Relatividad

Ec. de E

instein

GEOMETRÍA UNIFORME ¿ k ?

Galaxias 105 años-luz

Grupos de galaxias 106 a-l

Cúmulos 107 a-l

Supercúmulos 10 8 a-l

Paredes 109 a-l

Universo Observable 30. 109 a-l

CONSECUENCIAS

UNIVERSODINÁMICO

MATERIA-ENERGÍAUNIFORME

GEOMETRÍASENCILLA

d” = 0

La Geometría Euclidiana

a

bc

a + b + c = 180º

La Geometría Euclidiana

P

rP = 2

La Geometría Euclidiana

d’’ < 0

LA 2-ESFERA

a + b + c > 180ºP/r < 2

a + b + c < 180º

d” > 0

P/r > 2

La Geometría de Lobachevski

Geometrìas Homogéneas

Nombre Curvatura Geodésicas d”Ángulosinternos P/r

Euclides

Esférica

Lobachev.

k = 0

k =1

k = -1

Rectas

Arcos máx.

hipérbolas

d” =0

d” < 0

d” > 0

180º

> 180º

< 180º

2

< 2

> 2

LA EXPANSIÓN DEL UNIVERSO

LA EXPANSIÓN DEL UNIVERSO

LA EXPANSIÓN DEL UNIVERSO

LA EXPANSIÓN DEL UNIVERSO

R(t)

Cosmología en breve

...R

R

G k

R

k

H R

T T fotones neutrinos galaxias CP Vac

T M Vac

M

Crit

Vac

CritM Vac k

2

2

2 2

8

3

1 1

rrit

oH

Gh g cm

protones mt

3

81 88 10

4

22 29 3

3

, /

/

t 1 seg T 1010 ºK <300.000 años > 4000 ºK

t >300.000 años T< 4000 ºK

hoy T = 2,7 ºK

10º

1º Horizonte a los 300.000 años

n = 412 fotones/cm3

VIENDO EL SONIDO DEL UNIVERSO(Fluctuaciones en ) º1

EL TONO FUNDAMENTAL

º1

Armónicos

º1

...Y EL “k” GANADOR ES...

MODELOS TEÓRICOS

PICO EN LAS FLUCTUACIONES

20

20

1

200

RH

kl

¡ k = 0 !!lobs 197 6

CONSECUENCIAS

DINÁMICA

MATERIA-ENERGÍAGEOMETRÍA

120

20

RH

kvm

k = 0

3,0m

7,0v

!Expansiónacelerada !!

LA MEGATORTA DEL UNIVERSO

Elementos pesados0,1%

Energía del vacío65%

Materia oscura fría30%

Bariones oscuros5%

Bariones luminosos0,5%