L. Infante Evidencias Observacionales de la Cosmología Moderna Tercera Parte Ciclo Física de Altas Energías Noviembre, 2000

L. Infante Tres Preguntas ¿Hay suficiente masa para cerrar el Universo? ¿Es acelerada la expansión?  Energía Oscura ¿Es curvo el Universo?

L. Infante Parámetros Cosmológicos Densidad:  –Densidad de masa - materia ordinaria –Energía Cinética de partículas y radiación –Energía asociada a campos –Energía asociada al vacío Curvatura: k/a 2 (a medida que el universo se estira, este término se hace menos importante), Consideremos un universo compuesto únicamente de: – materia bariónica (ordinaria) y oscura (exótica),  m – curvatura,  k – energía de vacío (constante cosmológica),  

L. Infante Parámetros cont.

L. Infante Triángulo Cósmico

L. Infante Modelos, CDM

L. Infante ¿ES ACELERADA LA EXPANSIÓN?

L. Infante Patrones de distancia Expansión Cósmica Relación d L vs z d L  patrones de luminosidad –Compara L conocida al flujo observado en la Tierra, f obs = L/4  d L 2 –Mide z por efecto Doppler Para d L chico H o d L =cz, lineal Para d L grandes la relación d L vs z ya no es lineal ya que la aceleración o desaceleración se hace importante. –d L vs z es función de  m y  

L. Infante Supernovas SN II - Espectro con líneas de hidrógeno –Brillo máximo -18 –Decaen en 1 año –Frecuencia, una en 44 años SN I - No tienen líneas de hidrógeno –Ia - Línea de SiII (6152A). Explosión de una enana blanca de carbono-oxígeno en un sistema binario –Ib y Ic - Líneas de He. Son como tipos II pero sin hidrógeno –frecuencia, una en 36 años

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Supernovas tipo Ia

L. Infante Lentes Gravitacionales

L. Infante Cúmulo rico de galaxias Abell Imagen del HST. Notar arcos y arclets.

L. Infante ¿ES CURVO EL UNIVERSO?

L. Infante Hidrógeno, Helio y otros A medida que el Universo se expande y enfría, protones y neutrones colisionan formando núcleos de Hidrógeno Helio y un poco de Litio y Berilio. 300,000 años después los fotones (radiación) ya no tienen suficiente energía ionizar los átomos. =>Universo dominado por la materia.  Era de la recombinación.

L. Infante Fondo de Micro-ondas  Penzias y Wilson, 1965, radiación llena el Universo.  Evidencia del Big Bang  1991, observaciones con COBE. 9Cuerpo negro, T =2.73 K, Radiación casi perfectamente isotrópica 9Levemente más caliente hacia constelación de Leo êResultado del movimiento general de la Tierra con una velocidad de ~ 390 km./s hacia Leo êVía Láctea se mueve hacia Centauros con 600 km../s.  1999, observaciones con BOOMERANG

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Inflación La isotropía resulta ser un problema en la teoría anterior. Dos extremos opuestos a nosotros están separados por 26 mil millones de años. Entonces ¿por qué tienen la misma temperatura? Inflación, ocurre cuando el Universo tenía una edad de s. Una pequeña parte del espacio crece para convertirse en nuestro Universo. ¿Qué genera la Inflación?   constante cosmológica, energía cósmica oscura

L. Infante COBE

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Anisitropía del CMB El espectro de potencia del CMB provee una medida de la homogeneidad del Universo –CMB, cuando z  1000, t U  años –rms(fluctuaciones) en función de escala,  =  /l radianes. Cada modelo cosmológico produce un espectro distinto. l  20    … Distancia  1000 Mpc –Regiones causalmente desconectadas inhomogeneidades son primordiales espectro plano, o tilted

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Cont. l  200,   1 o –Tiempo suficiente para que la luz atraviese estas regiones. –Materia puede responder gravitacionalmente a fluctuaciones de densidad. –Horisonte del Sonido (SH), la distancia máxima que ondas de presión han podido propagarse desde el inicio (Big Bang) hasta el timepo del CMB. Se espera máxima anisotropía peak en el espectro de potencia, tamaño SH SH se verá más grande o más chico dependiendo de la curvatura del Universo –Si k=0, plano,    1 o, l  200 –Si k=1, abierto,    1 o, l  200/(  m +   ) 1/2

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Resultados del BOOMERANG

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Modelos, CDM

L. Infante PASADO, PRESENTE Y FUTURO

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