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00:45:59Habla: Francis Villatoro
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Ecuaciones de Einstein cosmologías inhomogeneidades

Ep493: Cosmología Timescape; Bacterias Superheroínas; Café y Bacterias

2 de enero de 2025
11 momentos
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Francis Villatoro explica las implicaciones de introducir inhomogeneidades en el universo al calcular soluciones a las ecuaciones de Einstein.

…Entonces si uno se plantea, claro, el universo a gran escala sabemos que es isotropo y que es homogéneo. No hay ningún tipo de duda al respecto. Pero a pequeña escala no. A pequeña escala todo el mundo sabe que ocurre lo contrario. El universo es inhomogéneo. A escalas no tan pequeñas tenemos la web cósmica que tiene grandes vacíos y grandes filamentos y paredes donde se encuentran los supercúmulos, cúmulos galácticos y galaxias. Entonces, esa inhomogeneidad en el universo a pequeña escala puede tener impacto en las medidas cosmológicas de carácter local. Cuando yo utilizo supernovas 1A para estudiar la cosmología estoy mirando una región relativamente pequeña de universo alrededor mía y esa pequeña región del universo puede estar afectada por inhomogeneidades locales. Entonces, todos los grandes que analizan cosmología con supernovas 1A, como el premio Nobel RIS, el proyecto CHUS, para el tema de estimar la constante de Hubble actual con medidas astrofísicas, están constantemente diciendo: no, no, pero los vacíos no nos influyen, la estructura realmente inhomogénea del entorno local no tiene absolutamente ninguna influencia, y han publicado cientos de artículos al respecto. Pero eso es un tema que está ahí en el aire y lo que nos plantea Butcher es la idea: una idea relativamente curiosa. Cuando tú consideras una cosmología inhomogénea, es decir, por ejemplo, el típico modelo del contenido del universo es un polvo, polvo sin presión y con densidad; eso describe muy bien la materia oscura. La materia oscura se caracteriza porque no tiene presión, solo tiene densidad. Entonces, en ese tipo de universo, si tú pones inhomogeneidades y calculas la solución de las ecuaciones de Einstein, lo que te aparece es una métrica con términos, con coeficientes no diagonales. Todos los términos de la métrica están afectados. Y esto es un tema que hay que utilizar métodos numéricos; hay que complicarse un poco la vida. No se puede hacer, digamos, la cosmología del aficionado a la cosmología. Que coge la métrica de Friedman, voy a llamarle Friedman por no decir FL, RW, todas las veces. Coge la métrica de Friedman y la modifica ligeramente, pero manteniendo la diagonalidad; no, cuando tú tienes una pequeña inhomogeneidad aparecen términos no diagonales. Entonces lo que nos plantea Thomas Butcher es la idea: podemos obtener una solución exacta de las ecuaciones de Einstein que sea una solución de tipo cosmológico que tenga solamente perturbaciones diagonales asociadas a las inhomogeneidades del universo; pues es una cuestión que estaba ahí en el aire. Entonces él obtiene unas ecuaciones, unas ecuaciones de Butcher, que describen una perturbación de la métrica de Friedman. Entonces yo tengo las famosas dos ecuaciones que describen la métrica de Friedman, pero además tengo un añadido. Cuando yo obtengo de…
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