¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

[justinux]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

[FONT=Helvetica]Hola,[/FONT]
[FONT=Helvetica] Primero que nada hablo desde la profunda ignorancia del tema, y espero más bien correcciones sobre mis ideas posiblemente erróneas que otra cosa:[/FONT]
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[FONT=Helvetica] Primero respecto a una de las preguntas que formuló ignorante en uno de los posts del principio, y respecto de la imagen que concebía de la evolución del Universo como una esfera que s expande y donde el big bang procede de su centro y el fondo de microondas se propaga desde las proximidades del centro a la superficie donde se supone que está la materia del presente universo, decir lo siguiente: si bien ya ha habido varios comentarios notando la no idoneidad de tal imagen, quisera decir que para mantener cierta metáfora con dicha imagen, en realidad la metáfora sería más próxima a ver la evolución del universo como la superficie de una esfera agrandandose con el tiempo, y no el interior de la esfera. Por tanto, el desacoplameinto (momento en el que se separa la radiación de fondo con la materia) ocurre en todos los puntos de la superficie de esta esfera. Esta radiación se propaga por la superficie de la esfera, al mismo tiempo que la superficie se agranda. Y esta radiación se sigue propagando libremente y aleatoriamente por el universo, y por esto es que la podemos observar todavía, y de manera más o menos homogenea (salvo por las irregularidades debidas a la configuración del universo en el momento del desacoplo).Obviamente esta imagen que planteo no es en modo alguno una observación técnica y solo una metáfora que se usa mucho para dar una imagen intuitiva de la evolución del Universo, y que me pareció que ignorante la había interpretado de forma erronea. (tampoco quiero con esto contradecir los comentarios más técnicos y precisos que se han hecho después).[/FONT]
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[FONT=Helvetica] Respecto de si el Universo es infinito o no, me gustaría aclarar (o que me aclaren) lo que significa: la cuestión se refiere a la finitud o infinitud del volumen del espacio-tiempo (o sea, la variedad 4-dimensional que representa al Universo con su evolución)? (y de ahí que se dice que un universo que volverá a involucionar (cerrado) es un universo finito, mientras en caso contrario es infinito (caso plano o hiperbólico)). o si la pregunta se refiere a la “extensión espacial” del Universo? He creido entender a alquien que ha dicho que la visión más correcta del Universo es el de un espacio infinito donde el big bang ocurrió en tdodas partes (y por esto es más plausible verlo como un Universo infinito). Supongo que obviamente cualquier variedad diferenciable como la que suponemos representa al Universo es infinita en el sentido de que tiene infinitos puntos, pero esta puede ser compacta o no Resumiendo: a qué se refiere con la pregunta de si el universo es infinito?? a su volumen de espaciotiempo, a su volumen “espacial”,?? a si la variedad 4-dimensional es compacta o si la subvariedad 3-dimensional en un instante es o no compacta?? Yo imaginaba la evolución del Universo como una especie de intersección de un (hiper-)plano (que se desplaza) con una variedad 4-dimensional plana, hiperbólica o elíptica (un cono, un hiperboloide o una esfera en la metáfora bidimensional) por eso suponía que en cualquier caso la subvariedad tridimensional era siempre compacta (o sea finita), pero la variedad 4-dimensional era solo finita en el caso elíptico y no compacta en el caso plano hiperbólico. Hay posibilidad de que la subvariedad 3-dimensional que representaría al Universo en un instante dado sea de volumen (tridimensional) infinito??? (sin entrar en la cuestión si el big bang es un solo punto o no, como ya se ha observado antes por alguien en el hilo)[/FONT]
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[FONT=Helvetica] Y finalmente, respecto de la inflación, creí haber entendido alguna vez que entre otros motivos (que también se han apuntado en este hilo) trataba de explicar el carácter isótropo de la radiación de fondo, ya que en el momento del desacoplo partes muy alejadas del universo deberían estar causalmente desconectadas y por tanto no habría por qué esperar una homogeneidad tan asombrosa como la que muestra el CMB. Estoy en lo cierto? Y por otro lado, cual es la hipótesis máss aceptada entre los defensores de la inflación sobre el origen de dicha gran expansión?? [/FONT]
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[FONT=Helvetica]Saludos y disculpen la redacción tan enredada,, espero se entiendan mis preguntas…[/FONT]

[guibix]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

Lo correcto es lo que he remarcado en negrita en tu comentario, es decir, al final de la inflación se obtiene un universo prácticamente plano fuese cual fuese la curvatura inicial antes de iniciarse el período inflacionario.
Saludos.

Lo que imaginaba. Lo digo más que nada porqué de la geometría también depende el destino del universo. No poder saber esto por la observación nos condena a no conocer como "acabará" nuestro universo. A no ser, claro, que lo podamos medir de otra forma. Mientras las mediciones nos dé que es plano nos quedará la espinilla del "¿Y si es en realidad curvo?"

... el hecho de que descubramos que el universo tiene curvatura nula (o negativa) no implica necesariamente que sea infinito. Para esto se requiere, además, que sea homogéneo e isótropo, algo que solo podemos comprobar para el universo observable, pero no para la totalidad del universo.

Cierto, por eso dije

Hay tres tipos de geometría que cumplen con lo que que parece ser cierto en nuestro Universo: el espacio es homogéneo (es igual en todas partes) e isótropo (es igual en todas direcciones)

O sea, lo asumo como postulado. También asumo que de ser así, lo más probable es que no tenga límites en forma de frontera. Que lleva como consecuencia que casi seguro que es finito de ser esférico y muy probablemente no lo es de ser plano o hiperbólico. Se pueden hacer modelos con límites fronterizos físicos (que no sean horizontes de partículas) pero creo que un modelo así crearía más problemas que soluciones. Lo que sí parece entrar en el modelo inflacionario es que haya regiones en nuestro mismo universo que tenga otros mínimos en el campo inflacionario (¿inflación eterna?). Pero no sé si esto se puede observar.

Lo anterior implica, en mi opinión, que es posible determinar si el universo es finito, pero no es posible determinar que sea infinito.

Sí, esto es un tanto desmoralizante, pues incluso si es finito, puede que el límite nunca entre en nuestro campo de visión. Lo más probable es que no lo sepamos nunca por las mediciones a larga distancia. Solo nos quedaría la posibilidad de que surgiera una teoría de unificación que solo funcione con un solo tipo de geometría, que además solo funcione con un universo finito o infinto (uno de dos) y para postres sea tan buena, tan buena que no quede más remedio que creérnosla. Vaya, que no queda trecho por recorrer...

No doy más cebo que no quiero desviar el tema del hilo . Sólo quería puntualizarlo y aclararlo para que no hubiera confusiones ulteriores. Aún así, siempre agradezco estos debates.

Un saludo!

[Jaime Rudas]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

Yo no sé si el modelo inflacionario implica que el Universo sea plano debido a exigencias del modelo o que el mismo hecho de la inflación convierte cualquier curvatura en aparentemente plana. No es lo mismo y estaría bien distinguirlo (lo digo por si alguien lo sabe), ya que si no es un requisito quiere decir que quizás no es que sea necesariamente plano, si no que no podemos medir su curvatura (en el caso de tenerla) por ser demasiado pequeña dentro del universo observable.

¿Qué opináis?

Según lo que he leído, no es una exigencia del modelo, sino algo que explicaría la aparente curvatura nula. O sea que cualquiera que sea la curvatura, después de la inflación resulta siendo varios órdenes inferior al margen de error que podemos medir. Hay otro punto que me parece importante tener en cuenta: el hecho de que descubramos que el universo tiene curvatura nula (o negativa) no implica necesariamente que sea infinito. Para esto se requiere, además, que sea homogéneo e isótropo, algo que solo podemos comprobar para el universo observable, pero no para la totalidad del universo. Lo anterior implica, en mi opinión, que es posible determinar si el universo es finito, pero no es posible determinar que sea infinito.

[Alriga]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

Yo no sé si el modelo inflacionario implica que el Universo sea plano debido a exigencias del modelo o que el mismo hecho de la inflación convierte cualquier curvatura en aparentemente plana. No es lo mismo y estaría bien distinguirlo (lo digo por si alguien lo sabe), ya que si no es un requisito quiere decir que quizás no es que sea necesariamente plano, si no que no podemos medir su curvatura (en el caso de tenerla) por ser demasiado pequeña dentro del universo observable.

Lo correcto es lo que he remarcado en negrita en tu comentario, es decir, al final de la inflación se obtiene un universo prácticamente plano fuese cual fuese la curvatura inicial antes de iniciarse el período inflacionario.
Saludos.

[Jaime Rudas]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

Hay diferentes acepciones de teoría, pero Bueenoo,.. tengamos la fiesta en paz. ¿Que palabra me aconsejas poner en esa frase en vez de "Teoría" para que se siga transmitiendo la idea de que todavía no hay respaldo experimental directo para la inflación? ¿Hipótesis?

Sí, hipótesis o conjetura creo que estaría bien. Y es cierto que teoría tiene varias acepciones, pero considero importante no dar lugar a equívocos del tipo "... es que la relatividad es 'solo' una teoría".

Y evidentemente he dicho que lo que se han refutado han sido las conclusiones de BICEP2 y de ahí lo único que se deduce que que BICEP2 todavía no ha podido encontrar evidencias que avalen la inflación, nada más...
Parece que me estés riñendo como si pensases que soy un "antiiflacionista" contumaz,...

Tienes toda la razón: releí lo que escribí y sí que tiene un cierto dejo a regaño. Disculpa: prometo que no fue con esa intención.

[guibix]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

...según las mejores medidas cosmológicas de las disponemos en este momento, el Universo es plano.
Y la planitud, (que a priori puede parecer una casualidad de difícil explicación), tiene una explicación razonable si ha habido Inflación.

Yo no sé si el modelo inflacionario implica que el Universo sea plano debido a exigencias del modelo o que el mismo hecho de la inflación convierte cualquier curvatura en aparentemente plana. No es lo mismo y estaría bien distinguirlo (lo digo por si alguien lo sabe), ya que si no es un requisito quiere decir que quizás no es que sea necesariamente plano, si no que no podemos medir su curvatura (en el caso de tenerla) por ser demasiado pequeña dentro del universo observable.

¿Qué opináis?

Saludos!

[Alriga]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

En realidad, es al contrario: las teorías científicas son aquellas hipótesis que SÍ cuentan con suficiente respaldo observacional. Cabe también anotar que la refutación de las conclusiones de BICEP2 no implican, de ninguna manera, la refutación de la hipótesis de la inflación.

Hay diferentes acepciones de teoría, pero Bueenoo,.. tengamos la fiesta en paz. ¿Que palabra me aconsejas poner en esa frase en vez de "Teoría" para que se siga transmitiendo la idea de que todavía no hay respaldo experimental directo para la inflación? ¿Hipótesis?
Y evidentemente he dicho que lo que se han refutado han sido las conclusiones de BICEP2 y de ahí lo único que se deduce que que BICEP2 todavía no ha podido encontrar evidencias que avalen la inflación, nada más...
Parece que me estés riñendo como si pensases que soy un "antiiflacionista" contumaz,...
Saludos Jaime.

[Jaime Rudas]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

La teoría de la Inflación, (recordemos que es teoría porque aún no la respalda evidencia experimental directa tras la refutación de las conclusiones de BICEP2)

En realidad, es al contrario: las teorías científicas son aquellas hipótesis que SÍ cuentan con suficiente respaldo observacional. Cabe también anotar que la refutación de las conclusiones de BICEP2 no implican, de ninguna manera, la refutación de la hipótesis de la inflación.

[Alriga]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

... cuando se dice "el Universo era más pequeño que el núcleo de un átomo" en realidad quiere decir "Todo lo que vemos hoy, estaba contenido en un espacio menor al del núcleo de un átomo"...

Y por aportar el número, todo lo que vemos hoy está contenido en una esfera de 46300 millones de años luz de radio centrada en nosotros. A la superficie de esa esfera se le llama Horizonte de Partículas.

... Si el Universo es esférico (la superfície 3D de una esfera 4D), entonces debería ser finito de la misma manera que lo son las esferas de toda la vida. En los casos de ser hiperbólica o plana, el Universo sería seguramente infinito ...

Simplemente añadir como información adicional, que según las mejores medidas cosmológicas de las disponemos en este momento, el Universo es plano.
Y la planitud, (que a priori puede parecer una casualidad de difícil explicación), tiene una explicación razonable si ha habido Inflación.

La teoría de la Inflación, (recordemos que de momento está en el ámbito de las conjeturas, porque aún no la respalda evidencia experimental directa tras la refutación de las conclusiones de BICEP2), y que inicialmente se desarrolló para resolver el problema de la ausencia de monopolos magnéticos, tiene como gran éxito teórico el que explica porqué el Universo debe ser plano sin necesidad de hacer un ajuste muy fino de las condiciones iniciales de densidad del mismo.

Saludos.

[guibix]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

Pero Jaime, ¿esto que dices no contradice la teoría del big bang?

Hola ignorante.

Cuando se habla del tamaño del Universo en las distintas fases de su expansión, se habla del tamaño de la parte del universo que podemos observar hoy en día. Es decir que cuando se dice "el Universo era más pequeño que el núcleo de un átomo" en realidad quiere decir "Todo lo que vemos hoy, estaba contenido en un espacio menor al del núcleo de un átomo".

Por lo que sabemos, que el Universo sea finito o infinito depende se su geomertía intrínseca (geometría del espacio en un momento dado). Hay tres tipos de geometría que cumplen con lo que que parece ser cierto en nuestro Universo: el espacio es homogéneo (es igual en todas partes) e isótropo (es igual en todas direcciones). Éstas son: plana, esférica e hiperbólica que están relacionadas con la curvatura (nula, positiva y negativa respectivamente). Si el Universo es esférico (la superfície 3D de una esfera 4D), entonces debería ser finito de la misma manera que lo son las esferas de toda la vida. En los casos de ser hiperbólica o plana, el Universo sería seguramente infinito.

Saludos.

[Jaime Rudas]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

Pero Jaime, ¿esto que dices [universo infinito desde sus inicios] no contradice la teoría del big bang?

No, no lo hace. De hecho, lo que la contradice es la idea de que el universo inicialmente era un punto. Y la contradice porque, contrario a lo que algunos piensan, el principio fundamental de la teoría del big bang no es que el universo era un punto que se expandió muy rápido, sino que la idea básica de la teoría es que todas las distancias aumentan con el tiempo en un determinado factor. Así las cosas, si el universo hubiera sido un punto, en él todas las distancias serían nulas y así permanecerían sin importar cuán grande fuera el factor.

[ignorante]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

Considero que una visualización más acorde con el modelo es imaginar el universo infinito aun desde sus propios inicios.

Pero Jaime, ¿esto que dices no contradice la teoría del big bang?

[Jaime Rudas]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

Yo visualizo el big bang como iniciando en un punto (no situado en el espacio, porque no había espacio).

Aunque es una idea muy difundida, no tiene mucha base científica. Piensa que, por ejemplo, no hay forma de que algo adimensional (un punto) se convierta el algo de cuatro dimensiones.

Después de la “explosión” (expansión me parece un mejor término) lo visualizo como una esfera que va creciendo continuamente. Esa esfera creciente es el espacio expandiéndose. Del centro de esa esfera emana la radiación de fondo.

Esa idea también es bastante difundida y también es errada o, más bien, no se corresponde con el modelo de universo que mejor se ajusta a lo que observamos. El universo no tiene límites ni centro, como sí los tiene una esfera. Considero que una visualización más acorde con el modelo es imaginar el universo infinito aun desde sus propios inicios. Esto porque, de acuerdo con el modelo, el universo es homogéneo, o sea, no puede tener puntos distintivos como lo sería un centro o un límite. Así las cosas, considero que es más fácil visualizarlo sin límites y sin centro si lo imaginamos infinito.

En cuanto a la radiación de fondo, no proviene de un punto en particular; puedes imaginarla como fotones homogéneamente distribuidos en el universo de tal forma que los que recibimos hoy, provienen del sitio a donde están llegando los fotones que partieron de donde hoy nos encontramos.

[ignorante]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

El big bang no ocurrió en un solo punto; ocurrió en todos los puntos al mismo tiempo. Por otra parte, la radiación de fondo no proviene del big bang, sino de un evento que aconteció 380.000 años después.

Amplío la explicación: 'nuestra materia' no llegó antes; más bien se podría decir que siempre ha estado aquí. Lo que se desplaza es la radiación que solo llega hasta ahora porque partió de muy lejos y la radiación que partió de aquí está llegando en este momento a ese lejano lugar.

A ver Jaime. Entonces creo que mi visualización del big bang es incorrecta. Yo visualizo el big bang como iniciando en un punto (no situado en el espacio, porque no había espacio). Después de la “explosión” (expansión me parece un mejor término) lo visualizo como una esfera que va creciendo continuamente. Esa esfera creciente es el espacio expandiéndose. Del centro de esa esfera emana la radiación de fondo. En distintos puntos del volumen de la esfera se van creando y distribuyendo los cuerpos celestes y objetos astronómicos que continúan alejándose entre sí por la continua expansión del espacio.

¿Cuáles son los errores en esta visualización del big bang?

[Zoorbass]

Re: ¿Porque sigue llegando el fondo microondas?

Gracias Jaime, me quitas un peso de encima. jeje