COSMOLOGÍA.
COSMOLOGÍA MODERNA. Platón y Aristóteles. Galileo. La naturaleza está escrita en lenguaje matemático. La ley de la inercia. En el “vacío” dos cuerpos, independiente de su naturaleza, que parten del mismo punto, con velocidad cero caen al mismo tiempo, llegando al piso con la misma velocidad y pasan al mismo tiempo por todas las velocidades intermedias. Aceleración constante. 1609 Invención del telescopio. Carta de Jacques Badovere desde Holanda El 7 de enero de 1610 descubre 4 lunas de Júpiter: Calixto, Europa, Ganímedes, Io y las fases de Venus Publica en Florencia el Sidereus Nuncius. Sir Isaac Newton. 4 de enero 1643-31 de marzo 1727. Ley de caída de los cuerpos de Galileo y leyes de Kepler. Estrellas fijas. Universo estacionario ¿Cómo es posible? La óptica. Empédocles y Euclides escribieron tratados sobre la luz. Propagación rectilínea, reflexión y refracción. René Descartes: Luz ondas de presión, en el éter. Newton: Anillos de luz. Teoría de partículas que siguen las leyes de la mecánica. Huygens, Young, Fresnell (1818) La luz como fenómeno ondulatorio. Medio de propagación: Éter Lumínico. Maxwell: La luz son ondas electromagnéticas. Se propagan en el vacío a velocidad C=300.000km/s. 1905 Einstein el Éter desaparece. 1905 Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento. Postulados: Principio de relatividad. La velocidad de la luz en el vacío es independiente de la fuente y el observador. Relatividad del espacio y el tiempo Equivalencia Masa-Energía. Einstein 1911. E=mc2. Equivalencia entre masa inercial y masa gravitacional. Un campo gravitacional desvía la luz. a=2Gm/roc2. Ley de gravitación universal. Incompatible con los postulados de la teoría especial de la relatividad. Einstein 1915: Teoría General de la Relatividad. Principio de equivalencia. Los cuerpos en caída libre siguen líneas “rectas” Geodésicas. La materia determina la geometría del espacio-tiempo. Einstein 1916 Cosmología. Einstein busca resolver el problema planteado por Newton: ¿Porqué el universo es estático (estrellas fijas)? Principio cosmológico: El universo es isotrópico y homogéneo G=T(materia-energía).No encuentra solución estática. Einstein. G+Constante=T(materia). Constante Cosmológica. Permitía una solución estática. Robertson y Walker. La solución estática de Einstein no es matemáticamente aceptable. Las soluciones estables de las ecuaciones de Einstein, con o sin constante cosmológica son dinámicas. El gran debate. Herschel: universos isla de Kant vs. Shapley: Una sola galaxia. En 1924 Hubble le escribe a Shapley sobre una variable Cefeida en Andrómeda. El universo está conformado por galaxias. Vesto Slipher en el observatorio de Percival Lowell estudia las nebulosas espirales y encuentra un persistente corrimiento al rojo de sus espectros, pero no encuentra explicación. Georges Lamaitre en 1927 relación de corrimiento al rojo en un universo en expansión. Se hablaba del átomo primordial y el gran ruido. Fred Hoyle contradictor de esta teoría la llama “Big Bang”. 1929 Efecto Doppler. Ley de Hubble. V = Ho D. Universo dinámico, como lo establecían las ecuaciones de Einstein. El modelo estándar de la cosmología. Gamow 1948: Necleosíntesis, predice la radiación cósmica de fondo. Penzias y Willson 1964: RCF ¿Cómo surgió la estructura en gran escala del universo? Modelo estándar de de la cosmología antes de 1980. Problemas: ¿Por qué el universo es homogéneo? ¿Por qué el universo es plano? (densidad de materia = densidad crítica) ¿Por qué no se observan monopolos magnéticos? Allan Guth 1980: Universo inflacionario. Densidad del universo = densidad crítica. La inflación explica la generación de estructura en un universo homogéneo. La inflación predice las fluctuaciones de la radiación cósmica de fondo. Densidad del universo observada = 0.05 veces la densidad crítica. Necesidad de la materia oscura. Historia de la materia oscura. Jeans Jeans y Jacobus Kapteyn 1922: Reportaron masa (estrellas negras) en el disco de la Vía Láctea. Fritz Zwicky 1933: postula DUNKLE MATERIE para mantener la estabilidad de los Cúmulos galácticos (COMA velocidad radial de dispersión de 1000km/s) En la década de los 70. Materia oscura. Densidad de materia = 0.23 Lentes gravitacionales. Dinámica galáctica. Energía Oscura. Historia. Einstein 1915 introduce la constante cosmológica Λ para obtener un universo estático. Einstein en carta a Besso le comenta “Puesto que el universo es único, no hay diferencia esencial entre considerar Λ como una constante la cual es peculiar a una ley de la naturaleza, o considerarla como una constante de integración” Einstein 1930 desaparece la constante cosmológica: el universo se expande. Λ entra definitivamente en la astronomía observacional como la clave para explicar la expansión acelerada del universo. Modelo estándar de la cosmología después de 1980. En t=0 Big Bang. En t=10 -35 Segundos Inflación. t=3 minutos nucleosíntesis. Universo en expansión desacelerada. ¿Energía y materia oscura? Quintaesencia. Constante cosmológica variable en el tiempo. Universos membrana, Cuerdas, materia exótica. Los telescopios del pasado, presente y futuro: Galileo, Hubble, Chandra R-X, Spitzer, Herschel, Planck, James-Webb 2013, Magic de R-Gama, Telescopio lunar.
COSMOLOGÍA MODERNA. Platón y Aristóteles. Galileo. La naturaleza está escrita en lenguaje matemático. La ley de la inercia. En el “vacío” dos cuerpos, independiente de su naturaleza, que parten del mismo punto, con velocidad cero caen al mismo tiempo, llegando al piso con la misma velocidad y pasan al mismo tiempo por todas las velocidades intermedias. Aceleración constante. 1609 Invención del telescopio. Carta de Jacques Badovere desde Holanda El 7 de enero de 1610 descubre 4 lunas de Júpiter: Calixto, Europa, Ganímedes, Io y las fases de Venus Publica en Florencia el Sidereus Nuncius. Sir Isaac Newton. 4 de enero 1643-31 de marzo 1727. Ley de caída de los cuerpos de Galileo y leyes de Kepler. Estrellas fijas. Universo estacionario ¿Cómo es posible? La óptica. Empédocles y Euclides escribieron tratados sobre la luz. Propagación rectilínea, reflexión y refracción. René Descartes: Luz ondas de presión, en el éter. Newton: Anillos de luz. Teoría de partículas que siguen las leyes de la mecánica. Huygens, Young, Fresnell (1818) La luz como fenómeno ondulatorio. Medio de propagación: Éter Lumínico. Maxwell: La luz son ondas electromagnéticas. Se propagan en el vacío a velocidad C=300.000km/s. 1905 Einstein el Éter desaparece. 1905 Sobre la electrodinámica de los cuerpos en movimiento. Postulados: Principio de relatividad. La velocidad de la luz en el vacío es independiente de la fuente y el observador. Relatividad del espacio y el tiempo Equivalencia Masa-Energía. Einstein 1911. E=mc2. Equivalencia entre masa inercial y masa gravitacional. Un campo gravitacional desvía la luz. a=2Gm/roc2. Ley de gravitación universal. Incompatible con los postulados de la teoría especial de la relatividad. Einstein 1915: Teoría General de la Relatividad. Principio de equivalencia. Los cuerpos en caída libre siguen líneas “rectas” Geodésicas. La materia determina la geometría del espacio-tiempo. Einstein 1916 Cosmología. Einstein busca resolver el problema planteado por Newton: ¿Porqué el universo es estático (estrellas fijas)? Principio cosmológico: El universo es isotrópico y homogéneo G=T(materia-energía).No encuentra solución estática. Einstein. G+Constante=T(materia). Constante Cosmológica. Permitía una solución estática. Robertson y Walker. La solución estática de Einstein no es matemáticamente aceptable. Las soluciones estables de las ecuaciones de Einstein, con o sin constante cosmológica son dinámicas. El gran debate. Herschel: universos isla de Kant vs. Shapley: Una sola galaxia. En 1924 Hubble le escribe a Shapley sobre una variable Cefeida en Andrómeda. El universo está conformado por galaxias. Vesto Slipher en el observatorio de Percival Lowell estudia las nebulosas espirales y encuentra un persistente corrimiento al rojo de sus espectros, pero no encuentra explicación. Georges Lamaitre en 1927 relación de corrimiento al rojo en un universo en expansión. Se hablaba del átomo primordial y el gran ruido. Fred Hoyle contradictor de esta teoría la llama “Big Bang”. 1929 Efecto Doppler. Ley de Hubble. V = Ho D. Universo dinámico, como lo establecían las ecuaciones de Einstein. El modelo estándar de la cosmología. Gamow 1948: Necleosíntesis, predice la radiación cósmica de fondo. Penzias y Willson 1964: RCF ¿Cómo surgió la estructura en gran escala del universo? Modelo estándar de de la cosmología antes de 1980. Problemas: ¿Por qué el universo es homogéneo? ¿Por qué el universo es plano? (densidad de materia = densidad crítica) ¿Por qué no se observan monopolos magnéticos? Allan Guth 1980: Universo inflacionario. Densidad del universo = densidad crítica. La inflación explica la generación de estructura en un universo homogéneo. La inflación predice las fluctuaciones de la radiación cósmica de fondo. Densidad del universo observada = 0.05 veces la densidad crítica. Necesidad de la materia oscura. Historia de la materia oscura. Jeans Jeans y Jacobus Kapteyn 1922: Reportaron masa (estrellas negras) en el disco de la Vía Láctea. Fritz Zwicky 1933: postula DUNKLE MATERIE para mantener la estabilidad de los Cúmulos galácticos (COMA velocidad radial de dispersión de 1000km/s) En la década de los 70. Materia oscura. Densidad de materia = 0.23 Lentes gravitacionales. Dinámica galáctica. Energía Oscura. Historia. Einstein 1915 introduce la constante cosmológica Λ para obtener un universo estático. Einstein en carta a Besso le comenta “Puesto que el universo es único, no hay diferencia esencial entre considerar Λ como una constante la cual es peculiar a una ley de la naturaleza, o considerarla como una constante de integración” Einstein 1930 desaparece la constante cosmológica: el universo se expande. Λ entra definitivamente en la astronomía observacional como la clave para explicar la expansión acelerada del universo. Modelo estándar de la cosmología después de 1980. En t=0 Big Bang. En t=10 -35 Segundos Inflación. t=3 minutos nucleosíntesis. Universo en expansión desacelerada. ¿Energía y materia oscura? Quintaesencia. Constante cosmológica variable en el tiempo. Universos membrana, Cuerdas, materia exótica. Los telescopios del pasado, presente y futuro: Galileo, Hubble, Chandra R-X, Spitzer, Herschel, Planck, James-Webb 2013, Magic de R-Gama, Telescopio lunar.