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

[Richard R Richard]

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

En este video hacen una explicación sencilla de cuales son los fundamentos que usaron los científicos para interpretar las imágenes obtenidas del fondo cósmico de microondas

[Alriga]

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

... Si tomamos como cierto el gráfico ('radio' – tiempo) de un post tuyo anterior de los modelos standard y del modelo inflacionario ...

No lo tomes como cierto para nada, lo siento . No sé ni de donde la saqué. Lo adjunté a título ilustrativo y solo me fijé en que la inflación y el modelo standard estuviesen cualitativamente bien.

Una cronología seguramente mejor, puedes encontrarla en al Wikipedia, Chronology of the universe

Saludos.

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

Hola Alriga.
Yo hice el calculo de forma diferente y con una precisión menor que tu.
Como este metodo no me gustaba, cambié las 'z' por 'a' para poder
calcular mejor la distancia de conectividad causal.

$\dst{c = 3\cdot10^{10}\; cm/seg}$

$\dst{H_0 = 2.19 \cdot10^{-18}\; seg^{-1}}$

$\dst{z = \,1000}$

$\dst{f(z) =\sqrt{0.3\cdot(1+z)^3+0.7+10^{-4}\cdot(1+z)^4}}$

$\dst{H = H_0 \cdot f(z)}$

$\dst{D_\Lambda =\frac{D_p}{1+z}}$

$\dst{D_p =\frac{c}{H_0}\int_{0}^{1000}\frac{dz}{f(z)}}$

$\dst{D_\Lambda\approx 434 \cdot 10^{23}\; cm}$

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

$\dst{H_p \approx14\cdot 10^{23}\; cm}$

$\dst{\theta =\frac{H_p}{D_\Lambda }\approx 0.0322 \; rad.\; \approx 1.84^{\circ}}$

$\dst{D_ {cc} = c\cdot t(a)}$

En cuanto a mi ultimo post:
Si tomamos como cierto el grafico ('radio' – tiempo) de un post tuyo anterior
de los modelos standard y del modelo inflacionario.
Si 'corto' las 2 curvas por el tiempo de Planck, entonces el modelo standard
queda cortado a un 'radio' de aprox. 10^-5 cm. (correcto) Y el modelo inflacionario
en un radio de aprox. 10^-56 cm. (???)
Si corto las 2 curvas por la longitud de Planck, entonces el modelo standard
queda cortado a un tiempo de aprox. 10^-102 seg. (correcto) Y el modelo inflacionario
queda cortado a 'media' inflacion...(aprox. 10^-33 seg.) (???)...
No entiendo. ¿Donde están los limites de validez de la RG y de la MC?
Un saludo.

[Alriga]

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

Hola FVPI, una duda, aquí dices:

... para un Modelo exclusivamente con w=0 ... concluye que el angulo subtendido es de aprox. 1.9 grados...

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

No logro reproducir tu resultado. Según las mejores medidas disponibles el desplazamiento al rojo en el desacoplamiento de los fotones es z=1089.9

$a=\dfrac{1}{1+z}=0.000916674$

Para los valores de ratios de densidad de radiación, materia y energía oscura, tomo los de tu post #27

$\Omega_{R_0}=0.0001$

$\Omega_{M_0}=0.3$

$\Omega_{\Lambda_0}=0.7$

$\dst HoriPar=\dfrac{c}{H_0} \ \int_0^{0.000916674} \dfrac{da}{\sqrt{0.0001+0.3 a+0.7a^4}}$

$\dst Dist=\dfrac{c}{H_0} \ \int_{0.000916674}^1 \dfrac{da}{\sqrt{0.0001+0.3 a+0.7a^4}}$

$\theta \simeq \dfrac{2 \cdot HoriPar}{Dist}$


$\theta \simeq 2 \cdot \dfrac{\dst \int_0^{0.000916674} \dfrac{da}{\sqrt{0.0001+0.3 a+0.7a^4}}}{\dst \int_{0.000916674}^1 \dfrac{da}{\sqrt{0.0001+0.3 a+0.7a^4}}}$


$\theta \simeq 2 \cdot \dfrac{0.0624332}{3.17679}=2 \cdot 0.01965=0.0393 \ rad$

$\theta \simeq 2.25^{\circ}$

Como ves, no me sale 1.84º ¿Hago algún cálculo mal? ¿O es un tema de precisión y número de decimales?

Gracias y saludos.

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

1.- Hoy he leido el hilo al que se refiere Alriga en un post anterior.
Yo tampoco sabia esto...Yo consideraba el BigBang en el Tiempo = 0.
Pensaba que ni la RG ni la Mecanica Cuantica podian ir mas allá del
tiempo de Planck = 5.310^-44 seg. porque el Universo alcanzaba en
ese momento la longitud de Planck = 1.6 10^-33 cm. Y estas 2 Teorias
dejaban de ser validas a menores longitudes.

2.- Consideraba que en el momento de Planck (10^-44 seg), el Universo
tenia un 'radio' de Planck (10^-33 cm), era homogeneo e isotropo y
estaba conectado causalmente.
Desde ese momento hasta el momento de la CMB, el Universo se hacia
un poco menos homogeneo e isotropo pero seguia conectado causalmente.
A partir del momento de la CMB, se hacia cada vez menos homogeneo
e isotropo y se iba desconectando causalmente cada vez mas.

Ahora he visto que esto no es así. (Y por eso no entendia el problema
del horizonte...).(Tampoco me fijé que en el tiempo de la CMB
la relación entre el Horizonte de particulas y la distancia de conectividad
es de aprox. 2250 para el Modelo Standard).

3.- Pero ahora me surge otra duda:
Extendiendo el Modelo Standard hasta un factor de escala de 10^-61,
es decir, desde la época actual (10^28 cm.) hasta el momento que
el 'radio' del Universo valga la longitud de Planck (10^-33 cm.),
entonces resulta que el tiempo vale del orden de 10^-106 seg. (???)
(Y esto está mucho mas allá que el tiempo de Planck...(Donde, en teoria,
dejarian de ser validas la RG y la MC)).
Es decir, ¿la RG y la MC dejan de ser validas para tiempos menores que
el Tiempo de Planck (Y ó O) para longitudes menores que la Longitud
de Planck?

4.- Según el grafico de Alriga en un post anterior, el 'radio' para un tiempo
de 10^-45 seg., para el Modelo Inflacionario es de aprox. 10^-56 cm.
Y esto es mucho menor que la Longitud de Planck...(???)

5.- Creo que donde coloquemos el BigBang solo es cuestion de ponernos
todos de acuerdo para que todos estemos hablando de lo mismo.

Un saludo.

[Jaime Rudas]

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

Lo que me llama la atención es que, en cuarenta años que llevo leyendo todo lo relacionado con cosmología que cae en mis manos, es apenas la segunda vez que oigo decir que el big bang sucedió después de la inflación.

Jaime, recuerda que de este tema hablamos en este hilo: http://forum.lawebdefisica.com/threa...566#post158566

Sí, tienes razón: la de Francis fue la primera, la de aquella vez, la segunda y esta, la tercera.

[Alriga]

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

... describe la inflación cósmica y termina diciendo que, después de esta, vino el recalentamiento que, «... popularmente se conoce como el big bang». Lo que me llama la atención es que, en cuarenta años que llevo leyendo todo lo relacionado con cosmología que cae en mis manos, es apenas la segunda vez que oigo decir que el big bang sucedió después de la inflación ...

Jaime, recuerda que de este tema hablamos en este hilo: https://forum.lawebdefisica.com/forum/el-aula/miscelánea/filosofía-de-la-ciencia/34156-antes-del-big-bang?p=251668#post251668

Saludos.

[Jaime Rudas]

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

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.

Excelente video y noto que contiene algo que ya hace algún tiempo me llamó poderosamente la atención: del minuto 2:20 al 3:10 describe la inflación cósmica y termina diciendo que, después de esta, vino el recalentamiento que, «... popularmente se conoce como el big bang». Lo que me llama la atención es que, en cuarenta años que llevo leyendo todo lo relacionado con cosmología que cae en mis manos, es apenas la segunda vez que oigo decir que el big bang sucedió después de la inflación. Aclaro que no soy físico y, por tanto, no he estudiado estos temas con el debido rigor, pero me sorprende que, a nivel divulgativo, no se aclare este punto.

[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.

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.

[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.

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

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.

[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?

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.