Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

[Visitante]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

Creo que al menos hay 2 teorias que evitan la Inflación y el campo inflatón y
el problema del horizonte...
1.- El modelo ectopirotico de Khoury (2001). En base a la teoria de supercuerdas.
(Colision de dos 3D.branas).
2.- El modelo de 'Variable Speed of Light' de Joao Magueijo.
(Creo que, en resumen: La velocidad de la luz no ha sido siempre la misma. En cada
transición de fase la velocidad de la luz y las otras constantes fundamentales
se han ajustado a valores diferentes conservando la Energia. (En la epoca de Planck
el valor de la velocidad de la luz era 10^60 veces superior...)).
Las 2 me parecen interesantes pero no tengo conocimientos suficientes para
justificar esto mas que a nivel de divulgación.
Gracias y un saludo.

[Visitante]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

Es curioso. Pero no he encontrado ningun articulo en alguna revista de prestigio
sobre la teoria de la 'Variable Speed of Light' mas que en Astrophisics Journal
(5/1/1999) de A. Albrecht – J. Magueijo 'A time varying speed of light as a
solution to cosmological puzzles'.
(Nadie ha desarrollado la teoria y parece que ni el propio Magueijo ha ido mas allá...).

Creo que la idea de Magueijo no es mala. (Si considerasemos las constantes
fundamentales (c,G,h...) como las caracteristicas de un 'medio' en una Fase (5)...
No me parece una herejía pensar que el mismo medio en otra Fase (1 ó 2 ó 3 ó 4)
tenga unos valores caracteristicos diferentes...). (Magueijo solo juega con 'c' y 'G'
para mantener la validez de la RG).
(De la misma forma que el agua tiene caracteristicas diferentes según esté en fase
vapor, liquida, nieve, hielos...)

Fase 1. Epoca de Planck.
Fase 2. Diferenciacion de la gravedad y la fuerza fuerte-electrodebil.(10^19 Gev)(10^-44 seg)
Fase 3. Diferenciacion de la fuerza fuerte y la electrodebil.(10^15 Gev)(10^-36 seg)
Fase 4 Diferenciacion de la fuerza electromagnetica y la debil.(200 Gev)(10^-10 seg)
Fase 5 Confinamiento de quarks en hadrones. (0.2 Gev)(10^-5 seg)

Teniendo en cuenta que no tenemos datos de antes de 300000 años (CMB) y
la unica teoria coherente anterior a esto es la NucleoSintesis de los elementos
ligeros. (Pero esto es posterior (aprox. 200 seg) a la fase 5)
Y que el LHC solo llega a 14 x 10^3 Gev.
Alguien se anima a comentar algo??? (Disculpas si alguien considera esto
como PseudoCiencia).
Gracias y un saludo.

[Alriga]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

Es curioso. Pero no he encontrado ningun articulo en alguna revista de prestigio sobre la teoria de la 'Variable Speed of Light' mas que en Astrophisics Journal (5/1/1999) de A. Albrecht – J. Magueijo 'A time varying speed of light as a solution to cosmological puzzles'. (Nadie ha desarrollado la teoria y parece que ni el propio Magueijo ha ido mas allá...).
Creo que la idea de Magueijo no es mala.

Ni nueva. Yo no soy experto en el tema, pero no me extraña que no encuentres nada sobre Magueijo, dado que nadie lo toma en serio.Y no lo toman en serio porque lo que hace es marear la perdiz con una idea muy vieja y muy estudiada que en 100 años no ha llevado a nada positivo: la idea de que las Constantes Universales varían con el tiempo de “alguna manera particular que a mí me conviene según el caso”, (en el caso Magueijo para evitar la inflación)

El primero que se devanó los sesos con las constantes universales fue el gran Arthur Eddington (hacia 1920), existe amplia bibliografía. Recogió el testigo el genio Paul Dirac (hacia 1937) que se lo tomó muy, muy en serio con su "hípotesis de los grandes números", pero sin conseguir llegar tampoco a nada aprovechable.

Otro intento serio sin éxito fue la Teoría de Brans-Dicke (hacia 1961) que ha perdido cuando se ha enfrentado experimentalmente a la Relatividad General y ya no tiene prácticamente defensores. Otro la Teoría de la Gravedad de Hoyle-Narlikar (1964)

Y parece ser que el último en aparecer ha sido el sr. Magueijo (hacia 1998). No conozco su teoría, pero si sé que su “prestigio” entre los cosmólogos es cercano a nulo.

Saludos.

[Richard R Richard]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

Alguien se anima a comentar algo??? (Disculpas si alguien considera esto
como PseudoCiencia).
Gracias y un saludo.

la Teoría de la Gravedad de Hoyle-Narlikar (1964)

.

mirate este archivo de arxiv que habla de las ideas de Hoyle el autor de esa teoria , no me atrevo a hacerte un resumen con una simple relectura, pero sin duda lo escrito tiene revision de pares.

y aunque es de 2004 sigue entre los documentos vigentes.

[Alriga]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

... mírate este archivo de arxiv que habla de las ideas de Hoyle el autor de esa teoría ...

Richard el paper que señalas no dice nada de la Teoría de la Gravedad de Hoyle-Narlikar. Es un artículo sobre el controvertido Principio Antrópico (que para mí es más del ámbito de la Filosofía que del de la Ciencia). Si habla de Hoyle, (en el punto 5.1.3 del artículo) es para explicar lo que los defensores del Principio Antrópico defienden como un gran éxito de ese principio, la predicción que hizo Hoyle de la existencia de un estado excitado, (resonancia) del Carbono 12 . Pero no es oro todo lo que reluce,...

“ … Uno de los ejemplos más citados para demostrar las ventajas predictivas del principio antrópico trata de la nucleosíntesis del carbono. Las estrellas como nuestro Sol generan su energía a partir de un proceso de fusión: dos núcleos de hidrógeno se combinan para formar un núcleo de helio-4 y energía. En determinadas circunstancias, el helio puede fusionarse para producir núcleos más pesados. Por ejemplo, dos núcleos de helio-4 pueden, en principio, formar un núcleo de berilio-8. El problema es que la reacción no es exotérmicamente favorable, es decir, necesita energía externa para que se produzca. Incluso si suponemos que el interior de una estrella es un buffet libre donde sobra energía, el berilio-8 tiene una vida media extremadamente corta, con lo que volveríamos a tener helio-4. Esto pondría muy cuesta arriba la síntesis de elementos más pesados, como el carbono en el que se basa nuestra vida.

¿Hemos de conformarnos con un Universo poblado con formas de vida basadas en helio? Es evidente que no porque estamos aquí, así que debe haber algún proceso que permita crear el carbono en cantidades adecuadas. En 1950 el astrofísico británico Fred Hoyle postuló la existencia de un proceso de nucleosíntesis llamado triple alfa. A temperaturas superiores a 100 millones de kelvin dos núcleos de helio-4 se fusionan, y justo entonces un tercer núcleo de helio-4 se une al grupo. El resultado es un núcleo de carbono-12.
El problema era que el resultado de fusionar los tres núcleos de helio-4 da una energía superior a la del núcleo de carbono-12. ¿Acaso hay un estado excitado del carbono-12 con mayor energía? Tal vez, pero nadie lo había observado. Hoyle conjeturó que, en efecto, existe tal estado excitado. De ser así, los tres núcleos de helio-4 darán lugar a carbono-12 excitado, que posteriormente liberará energía y acabará en su estado fundamental. Ese estado excitado (“estado de Hoyle”), que fue descubierto experimentalmente algunos años después, permite explicar la existencia de carbono, y a partir de ahí muchos de los restantes elementos pesados.

Se ha citado hasta la saciedad la predicción de Hoyle como ejemplo exitoso del principio antrópico (algunos perversos apuntan que es el único ejemplo exitoso), pero lo cierto es que ese concepto nació en los años setenta. Resulta difícil imaginar cómo pudo Hoyle echar mano de esa idea veinte años antes de ser propuesta; él nunca la mencionó ni la utilizó en su artículo de 1953. No creo que eso importe a los partidarios del principio antrópico. Para ellos la resonancia triple alfa es un ejemplo perfecto de cómo puede usarse el principio antrópico para realizar predicciones en campos todavía a medio explorar … “

El texto en cursiva lo he leído aquí: Tuneando el Universo: el caso triple alfa Muy aconsejable leer el artículo completo, y además echarle un vistazo al paper que lo origina Stellar Helium Burning in Other Universes: A solution to the triple alpha fine-tuning problem

En La web de Física hay un breve hilo sobre el tema: Principio Antrópico

... Pero no he encontrado ningun articulo en alguna revista de prestigio sobre la teoria de la 'Variable Speed of Light' mas que en Astrophisics Journal (5/1/1999) de A. Albrecht – J. Magueijo 'A time varying speed of light as a solution to cosmological puzzles'.
(Nadie ha desarrollado la teoria y parece que ni el propio Magueijo ha ido mas allá...).

Magueijo hizo una revisión de su teoría en 2003, está aquí: New varying speed of light theories

Saludos.

[Richard R Richard]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

Richard el paper que señalas no dice nada de la Teoría de la Gravedad de Hoyle-Narlikar. Es un artículo sobre el controvertido Principio Antrópico (que para mí es más del ámbito de la Filosofía que del de la Ciencia).

Solo hice mención de que se hablaba del mismo autor, y si tienes razon... la verdad es que cuanto mas leo , mas dificil se me hace separar la paja del trigo,

Se ha citado hasta la saciedad la predicción de Hoyle como ejemplo exitoso del principio antrópico (algunos perversos apuntan que es el único ejemplo exitoso), pero lo cierto es que ese concepto nació en los años setenta. Resulta difícil imaginar cómo pudo Hoyle echar mano de esa idea veinte años antes de ser propuesta; él nunca la mencionó ni la utilizó en su artículo de 1953. No creo que eso importe a los partidarios del principio antrópico. Para ellos la resonancia triple alfa es un ejemplo perfecto de cómo puede usarse el principio antrópico para realizar predicciones en campos todavía a medio explorar … “.

No creo que Hoyle se colgara del principio antrópico de seguro , mas bien al revés, usan el resultado de la predicción y experimento de otro como resultado valido de su propia teoría...

más allá de eso lo que quería aportar para ese hilo, pues supuse a priori que tenia valor, era que había otros modelos cosmológicos para explicar el Fondo del CMB con alguna base científica no rebatida,(que sigo pensando que los artículos mas viejos de arxiv deberían brindar) y para nada defenderlo, pues para mi el universo existe, exista el humano o no.El tema es que como existimos deben explicarse las dos cosas con la misma teoría. Dejo aqui la filosofía

Saludos

[Visitante]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

¿Cual es el problema de la homogeneidad e isotropía del CMB? (No lo veo claro !!!)
Si calculo el Horizonte de particulas para el Modelo LambdaCDM para
una Z=1000, me resulta aprox.: H_p = 14 x 10^23 cm.

$\dst{H_p =\frac{c}{H_0} \;\frac{1}{f(z)} \;\int_{0}^{\infty}\frac{dz}{f(z)}}$

Si calculo la distancia que recorre un fotón en el tiempo del CMB (aprox. 300000 años)
me dá aprox.: D_c = 3 x 10^23 cm.

$\dst{D_c = c \; t_p}$

¿Es este el problema para no poder justificar la homogeneidad e isotropía del CMB sin Inflación?
(¿Que D_c es menor que H_p?)

Entiendo que un observador está en conexión causal con su Horizonte de particulas
y no con la distancia que recorre un fotón en el tiempo propio del observador.
¿Si D_c fuese mayor que H_p, no habria problema con la homogeneidad e isotropía?
Gracias y un saludo.

[Alriga]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

... ¿Cual es el problema de la homogeneidad e isotropía del CMB? (No lo veo claro !!!) ...

El CMB es homogéneo e isótropo porque lo es el Universo por hipótesis inicial. Las ecuaciones de campo de la Relatividad General son.

$R_{uv} - \dfrac 12 g_{uv}R + \Lambda g_{uv} = \dfrac{8\pi G}{c^4} T_{uv}$

Y es muy difícil hallar soluciones generales de esa ecuación.

Gracias a las condiciones de homogeneidad e isotropía, es posible hallar unas soluciones particulares de las ecuaciones de campo de la RG, ya que:

-Permiten establecer la métrica FLRW

-Se simplifica el Tensor Energía-Momento $T_1_2=T_1_3=T_2_3=0$ porque debido a la Isotropía no existe presión anisótropa, (también llamada de cizalladura)

Es por lo tanto gracias a Homogeneidad+Isotropía que es posible deducir las Ecuaciones de Fridman.

Entonces, por ejemplo cuando escribes expresiones del tipo

$\dst{H_p =\frac{c}{H_0} \;\frac{1}{f(z)} \;\int_{0}^{\infty}\frac{dz}{f(z)}}$

basándote en las Ecuaciones de Fridman, ya has aceptado Homogeneidad+Isotropía.

Pero una Hipótesis científica debe ser falsable y hay que ponerla a prueba con experimentos. Y eso es lo que se hace en el CMB, intentar diseñar experimentos que puedan demostrar la falsedad de las hipótesis de homogeneidad e isotropía. Y el estudio que motiva este hilo, tampoco ha mostrado falsedad en la hipótesis, sino que la hipótesis ha salido reforzada.

Saludos.

[Visitante]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

Creo que no me he explicado bien.
Me referia al problema de la conectividad causal o del horizonte.

Copio casi textualmente del libro de Jordi Cepa ' Cosmologia Fisica'.
´´...La radiacion CMB muestra una isotropia de una parte en 10^5...
Semejante nivel de isotropia indica que toda la superficie del CMB estaba
en equilibrio termico. Pero esto implica que toda esa fraccion de universo
estaba en contacto causal...La escala angular de variacion de la temperatura
que se observa deberia ser del orden del tamaño subtendido por el horizonte
de particulas en el instante del CMB...´´

Luego hace unos calculos...(En base a la RG y a la metrica FLRW).
Calcula el horizonte de particulas y la distancia de angulo para el CMB
para un Modelo exclusivamente con w=0.
y concluye que el angulo subtendido es de aprox. 1.9 grados...

(Yo he variado y reinterpretado los calculos con el Modelo LambdaCDM y el
resultado que me dá es 1.84 grados.)

Y concluye:
´´...¿A que es debido que numerosas zonas desconectadas causalmente tengan la
misma temperatura? ¿Por condiciones iniciales?...´´

¿Que quiere decir?
¿Que el angulo subtendido deberia ser mayor-igual que 360 grados?
¿Que una explicación posible es añadiendo al Modelo LambdaCDM puro,
la Gran Inflación?
Si la metrica FLRW presupone una homogeneidad e isotropia y el calculo
del angulo subtendido en el momento CMB (usando las ecuaciones de Friedmann)
dá un angulo subtendido aprox. 180 veces menor que el que deberia dar. ¿Por que?
Un saludo.

[Jaime Rudas]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

¿Cual es el problema de la homogeneidad e isotropía del CMB? (No lo veo claro !!!)

Tal vez se pueda visualizar así: el fondo cósmico está muy cerca de nuestro horizonte de partículas, lo que implica que nosotros estamos cerca del horizonte de partículas de algo situado en el fondo cósmico y, por tanto, dos puntos situados en direcciones opuestas del fondo cósmico se encuentran mutuamente fuera de sus respectivos horizontes de partículas y, sin embargo, tienen la misma temperatura: ¿cómo pueden tener la misma temperatura dos puntos no conectados causalmente?

[Alriga]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

Os dejo un buen vídeo divulgativo "¿Qué Pasó ANTES del Big Bang? | Inflación Cósmica". Es del "Instituto de Física Teórica IFT" y describe el Problema del Horizonte y el Problema de la Planitud, y como la Inflación permite solventarlos. Está en castellano.

Saludos.

[Visitante]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

De acuerdo. (Muy bueno el video de IFT).
A ver si lo he entendido bien. (???)

El Modelo LambdaCDM, con la RG y la metrica FLRW (homogenea e isotropa)
dá un valor del Horizonte de particulas en funcion del factor de escala:

$\dst{H_p =\frac{c}{H_0}\int_{0}^{a}\frac{da}{f(a)}}$

Y dá una Distancia de conectividad:

$\dst{D_c =\frac{c}{H_0}\int_{0}^{a}\frac{a\; da}{f(a)}}$

y

$\dst{f(a) = \sqrt{0.3a + 0.7 a^4 + 0.0001}}$

La relacion entre H_p y D_c, dá para:

$\dst{a=20;\;\; \frac{H_p}{D_c}= 0.966}$
$\dst{a=1;\;\; \frac{H_p}{D_c}= 3.3614}$
$\dst{a=0.001;\;\; \frac{H_p}{D_c}= 2250.04}$
$\dst{a=0.000001;\;\; \frac{H_p}{D_c}= 2000498}$

Esto quiere decir que no se puede justificar la homogeneidad e isotropia del CMB
en base solo del Modelo LambdaCDM. Porque en el universo primordial la
conectividad causal entre puntos era muy baja y cada vez va siendo mas alta.
(Hace falta algún proceso extra (Gran Inflación)...)

Si?

(Es curioso pero esta relacion no depende de 'c').
Un saludo.

[Alriga]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

... Esto quiere decir que no se puede justificar la homogeneidad e isotropia del CMB en base solo del Modelo LambdaCDM ...

No exactamente. El modelo LambdaCDM calcula que no pudo haber homogeneización de la temperatura por transferencia térmica entre las diversas partes del Universo, ya que no habían estado en contacto entre ellas.

Pero podría ser que las condiciones iniciales fuesen tales que todas las partes del Universo tuviesen la misma temperatura.

Lo mismo sucede con la planitud. El modelo LambdaCDM calcula que para que ahora veamos un ratio de densidad respecto de la densidad crítica de $\Omega=1.00 \pm 0.005$ , en los instantes iniciales debería haber sido

$\Omega=1.0000... \ 60 \ ceros \ en \ total \ ...00001$ Pero nada impide que esa haya sido la condición inicial.

Por eso a estos dos "problemas", (condiciones iniciales de muy alta precisión), se les llama también "problemas de ajuste fino" La inflación es una posible solución que permite que no sea necesario ajustar finamente las condiciones iniciales para que ahora veamos homogeneidad en el CMB y planitud en el Universo.



Saludos.

[Visitante]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

Gracias. Este es el grafico del Modelo Standard que me hubiese gustado hacer pero no tengo precisión
suficiente.
Aquí se ve claramente que la distancia de conectividad es aprox. 10^31 veces menor que el
'radio' del universo para t = 10^-45 seg.
Un saludo.

[Penrose]

Re: Los últimos análisis del Fondo Cósmico de Microondas refuerzan la hipótesis de Isotropía del Universo

¡Me encanta Quantum Fracture! Me alegro mucho que hayas compartido este vídeo pues no lo había visto.

Os dejo un buen vídeo divulgativo que menciona el Problema del Horizonte y el Problema de la Planitud, y como la Inflación permite solventarlos. Está en castellano.

Saludos.