Divulgación Duda sobre la radiación de fondo?

[Breogan]

Hola:

Se dice que la radiación de fondo es un una huella del big bang que llega a nuestros días.

Mi duda es: por que llega esta radiación a nosotros en la actualidad?

Si consideramos que la energía y las partículas se separaron en un determinado momento del big bang donde todo estaba mas junto, desde ese momento los fotones de radiación deben estar alejándose de nosotros a la velocidad de la luz (mayor que la velocidad de movimiento de la materia, mayor que la velocidad de expancion del universo?)

Se considera que los fotones "rebotan" en las fronteras del universo y vuelven a nosotros? o se considera que el universo no tiene fronteras y los fotones se quedan dando vueltas dentro de el alcanzándonos nuevamente ahora? o .............

Gracias

Suerte

[guibix]

Re: Duda sobre la radiación de fondo?

Se considera que los fotones "rebotan" en las fronteras del universo y vuelven a nosotros? o se considera que el universo no tiene fronteras y los fotones se quedan dando vueltas dentro de el alcanzándonos nuevamente ahora? o .............

Ninguna de las dos

Creo que la Wiki, lo explica bastante bien: Radiación de fondo de microondas.

Saludos.

[Miguel Pla]

Re: Duda sobre la radiación de fondo?

El que esa radiación llegue a nosotros se debe a las enormes distancias presentes en el universo. Por ejemplo, cuando nos llega la luz del Sol, no es la luz que éste está emitiendo en ese mismo instante, sino la que emitió hace unos 8 minutos, lo cual es el tiempo que la luz tarda en recorrer 150 millones de kilómetros. Dicho de otra manera, estamos viendo el Sol tal y como fue hace 8 minutos. Si de repente éste desapareciese, tardariamos 8 minutos en entararnos. Observando estrellas más lejanas, somos capaces de verlas tal y como estas fueron hace miles de años, es como una ventana al pasado por así decirlo.

Pues bien, llevando este caso al extremo, cuando nos llega la radiación de fondo de microondas, estamos contemplando la radiación emitida por el big bang al poco tiempo de crearse el universo. Estamos viendo el como era el universo hace trece mil millones de años nada más y nada menos.

Puede que pienses que esta radiación solo puede detectarse con sofisticados aparatos en los observatorios, pero no es así. Cuando en las televisiones con antena analógica se producen interferencias y en la pantalla se observan como motas blancas y negras, se estima que alrededor de un 1% de estas interferencias se deben al fondo cósmico de microondas.

Saludos,

Miguel.

[pod]

Re: Duda sobre la radiación de fondo?

El que esa radiación llegue a nosotros se debe a las enormes distancias presentes en el universo. Por ejemplo, cuando nos llega la luz del Sol, no es la luz que éste está emitiendo en ese mismo instante, sino la que emitió hace unos 8 minutos, lo cual es el tiempo que la luz tarda en recorrer 150 millones de kilómetros. Dicho de otra manera, estamos viendo el Sol tal y como fue hace 8 minutos. Si de repente éste desapareciese, tardariamos 8 minutos en entararnos. Observando estrellas más lejanas, somos capaces de verlas tal y como estas fueron hace miles de años, es como una ventana al pasado por así decirlo.

Pues bien, llevando este caso al extremo, cuando nos llega la radiación de fondo de microondas, estamos contemplando la radiación emitida por el big bang al poco tiempo de crearse el universo. Estamos viendo el como era el universo hace trece mil millones de años nada más y nada menos.

Puede que pienses que esta radiación solo puede detectarse con sofisticados aparatos en los observatorios, pero no es así. Cuando en las televisiones con antena analógica se producen interferencias y en la pantalla se observan como motas blancas y negras, se estima que alrededor de un 1% de estas interferencias se deben al fondo cósmico de microondas.

Saludos,

Miguel.

Todo correcto, sólo matizar que la radiación de fondo fue emitida 300 mil años después del big bang. Comparado con la edad actual, ciertamente se puede considerar "al poco tiempo de crearse el universo"; pero por si acaso que no parezca que la radiación de fondo se emitió en el momento del big-bang.

Antes de esos 300 años, el universo era opaco (había demasiadas cargas libres que interferían con la luz). Cuando la expansión hizo que la temperatura bajara lo suficiente, no había suficiente energía para arrancar los electrones de los átomos y el universo dejó de ser un plasma opaco a una nube de gas esencialmente transparente. Desde entonces, la luz que había en ese momento sigue viajando en línea recta desde todas direcciones sin interferir con nada, hasta llegar a nosotros en forma de lo que llamamos radiación de fondo. En todo este tiempo, el corrimiento al rojo de la expansión ha hecho que la longitud de onda de esa luz se multiplique por 1100 (aprox), por eso la recibimos en la banda de las microondas.

[Miguel Pla]

Re: Duda sobre la radiación de fondo?

Apreciamos tu aclaración

[Breogan]

Re: Duda sobre la radiación de fondo?

Hola:
Disculpa por la tardanza, y gracias por las respuestas.
Teniendo en cuenta las respuestas y pensandolo un poco creo que entendi lo siguiente.

Durante el big bang y durante el proceso que llevo al desacoplo de la materia y de la radiacion, alrededor del punto que identifica la posicion de la tierra habia una esfera del espacio de donde salio radiacion en todas direcciones y esta radiación, teniendo en cuenta la expancion del universo y la velocidad de la luz, llega a nosotros en nuestros días.

Ahora esto me pone frente a mi desconocimiento, si esto es para otro hilo avisen.

Hace un tiempo me explicaron los conos del pasado como una representacion geometrica en un sistema cartesiano donde en un plano horizontal se representaba el espacio y en el vertical el tiempo. De esta forma trazando las rectas que pasan por la posicion de la tierra en el tiempo actual, con la pendiente que da la velocidad de la luz, queda definido un cono, cuyo interior representa los eventos que nos pueden alcanzar hoy con una velocidad menor que c, la superficie representa los eventos que nos alcanzan con velocidad igual a c, y lo que esta afuera nunca nos alcanza.

Mi duda es que si la radiacion de fondo nos esta alcanzando ahora, los eventos que le dieron origen están sobre la superficie del cono, y entonces lo que entendí del cono esta equivocado. Interpreto ahora, ustedes me dirán si me equivoco, que en el plano horizontal no se representa una métrica del espacio, sino los puntos de este, que por mas que el universo se expanda su linea de vida? es vertical.

Si esto es cierto, Hay una representacion con metrica? que incluya el big bang? y como es?
Cual es el tiempo del eje vertical? Hay mas de un tiempo utilizable en esta gráfica?

Gracias
Suerte
Saludos

[pod]

Re: Duda sobre la radiación de fondo?

Hola:
Disculpa por la tardanza, y gracias por las respuestas.
Teniendo en cuenta las respuestas y pensandolo un poco creo que entendi lo siguiente.

Durante el big bang y durante el proceso que llevo al desacoplo de la materia y de la radiacion, alrededor del punto que identifica la posicion de la tierra habia una esfera del espacio de donde salio radiacion en todas direcciones y esta radiación, teniendo en cuenta la expancion del universo y la velocidad de la luz, llega a nosotros en nuestros días.

Ahora esto me pone frente a mi desconocimiento, si esto es para otro hilo avisen.

Hace un tiempo me explicaron los conos del pasado como una representacion geometrica en un sistema cartesiano donde en un plano horizontal se representaba el espacio y en el vertical el tiempo. De esta forma trazando las rectas que pasan por la posicion de la tierra en el tiempo actual, con la pendiente que da la velocidad de la luz, queda definido un cono, cuyo interior representa los eventos que nos pueden alcanzar hoy con una velocidad menor que c, la superficie representa los eventos que nos alcanzan con velocidad igual a c, y lo que esta afuera nunca nos alcanza.

Mi duda es que si la radiacion de fondo nos esta alcanzando ahora, los eventos que le dieron origen están sobre la superficie del cono,

La radiación de microondas se originó en todos y cada uno de los puntos del espacio por igual. Los fotones que nos llegan se originaron sobre la superfície del cono de luz, efectivamente. Fíjate que a medida que avanzamos, el cono de luz se va abriendo cada vez más. Mira el siguiente diagrama:

La línea roja representa el universo en el instante en que el universo dejó de ser opaco, y por lo tanto la luz que había en ese instante prosiguió su viaje sin más alteraciones. En el momento actual, nuestro cono de luz puede ser como el azul. Por lo tanto, nos está llegando el fondo que se originó en las regiones donde se intersecan las líneas azules y la roja. Cuando avancemos con el tiempo, en cierto momento nuestro cono de luz será como el verde. Entonces, nos llegará radiación de fondo que se produjo más lejos. Pero como la radiación de fondo se emitió de forma homogénea en todos los puntos del espacio al mismo tiempo, no notaremos grandes diferencias.

Nota: en realidad, si que hay ciertas diferencias estadísticas en la radiación de fondo, sobre todo mirando en direcciones diferentes. Estas variaciones son de vital importancia, ya que estas inhomogeneidades hicieron posible la formación de estrellas y galaxias. Ahora bien, en la fase en que se emitió el fondo de radiación, eran inhomogeneidades mucho menores que ahora, de una parte entre cien mil únicamente.

Interpreto ahora, ustedes me dirán si me equivoco, que en el plano horizontal no se representa una métrica del espacio, sino los puntos de este, que por mas que el universo se expanda su linea de vida? es vertical.

Si esto es cierto, Hay una representacion con metrica? que incluya el big bang? y como es?

El plano horizontal representa una una "foto" del universo en un tiempo dado.

El cono de luz suele utilizarse en relatividad especial, donde no hay curvatura (por lo tanto, no hay expansión). Puede ser algo más enrevesado de dibujar en relatividad general, pero la idea es la misma. La principal diferencia es que en el cono de luz "clásico" dos objetos en reposo relativo siguen una linea vertical, mientras que en relatividad general la curvatura haría que, pese a estar fijos, su distancia aumente. La trayectoria de uno de ellos (el que usemos como referencia) seguirá siendo vertical, pero el otro se alegará en una trayectoria oblicua.

Cual es el tiempo del eje vertical? Hay mas de un tiempo utilizable en esta gráfica

El principio de relatividad significa que el tiempo de cualquier observador es igualmente válido.

[Breogan]

Re: Duda sobre la radiación de fondo?

Hola:
Gracias por los comentarios pod. Sabes de algún enlace donde esten explicados estos diagramas para la RG (conos locales, forma de pera, etc), estuve viendo algunos pero me aclararon poco. por ahi yo soy duro.
Gracias

Suerte

[pod]

Re: Duda sobre la radiación de fondo?

Hola:
Gracias por los comentarios pod. Sabes de algún enlace donde esten explicados estos diagramas para la RG (conos locales, forma de pera, etc), estuve viendo algunos pero me aclararon poco. por ahi yo soy duro.
Gracias

Suerte

Pues no, a nivel divulgativo no. Lo siento.

El principio es el mismo, sólo cambia la trayectoria de la luz (que es la que marca la frontera del cono).