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Sara RobiscoJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor VivesHéctor Socasecuaciones einstein dificultades conceptualesecuaciones einstein desafíos computacionalesecuaciones tensoriales matricessistema ecuaciones incógnitas acopladascarácter no lineal ecuaciones einsteinFrancis VillatoroEinsteinHéctor Socasecuaciones de Bacherecuaciones de BoucherCoffee Break: Señal y RuidoEcuaciones de EinsteinThomas ButcherFriedmanSabine Hossenfelder
Ecuaciones de Einstein George Hill
Con
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Héctor Socas explica la complejidad inherente a las ecuaciones de Einstein, destacando tanto sus dificultades conceptuales como los desafíos computacionales para resolverlas.
…a esta línea de investigación, pero creo que lo que han hecho no es, digamos, confrontar un nuevo modelo cosmológico con una serie de observaciones como son las de las supernovas, sino algo bastante más sencillo que eso. Entonces, a ver si consigo explicarlo. Partimos de las ecuaciones de Einstein, que también es lo que decía Francis. Las ecuaciones de Einstein son muy, muy complicadas. No me refiero incluso conceptualmente, que también, sino de resolver en un ordenador, que es de lo que se tratan estas cosas. ¿Por qué? Porque primero son ecuaciones tensoriales, o sea, son como matrices. Es un sistema; cada ecuación de Einstein en realidad es un sistema de muchas ecuaciones con muchas incógnitas acopladas entre sí y además tiene ese carácter no lineal que decíamos. Un pequeño apunte, Héctor, y perdón que te interrumpa. Una cosa que muchas veces se olvida muchísimo; uno se siente completamente abrumado por lo terrible de las ecuaciones, porque son ecuaciones fuertemente no lineales para 10 parámetros. Una métrica es una…
Significado #1 · Palabras #2
Francis Villatoro explica cómo Thomas Butcher propone obtener soluciones exactas a las ecuaciones de Einstein, permitiendo perturbaciones diagonales asociadas con las inhomogeneidades del universo.
Habla: Francis VillatoroSignificado #13ecuaciones de einstein inhomogeneidades universométrica con términos no diagonalescosmología aficionado métodos numéricosecuaciones einstein thomas butcherinhomogeneidades universo métrica friedmanperturbaciones diagonales ecuaciones einstein…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…
Héctor Socas explica cómo las ecuaciones de Einstein son no lineales y requieren correcciones debido a la propia curvatura del espacio-tiempo.
Habla: Héctor SocasSignificado #19ecuaciones einstein no linealescurvatura espacio-tiempo genera curvaturaback reaction corrección no linealpelota de tenis ejemplo despreciable…Eso es el back reaction de ese proceso, que normalmente lo ignoramos, lo despreciamos porque es despreciable, pero hay situaciones, sobre todo situaciones en las que es importante la no linealidad en la que el back reaction hay que tenerlo en cuenta, ¿no? Las ecuaciones de Einstein, una cosa importante que tienen es que son no lineales en ese sentido, que lo hemos dicho a veces: este concepto de que la gravedad gravita, o sea, la propia curvatura del espacio-tiempo a su vez genera curvatura, entonces ¿cómo vas tú a calcular algo? Cuando tú lo calculas, tengo esta curvatura, pero entonces tengo que añadir una corrección porque la propia curvatura... Eso es lo que llamamos el back reaction, ¿no? Esa reacción no lineal de algo sobre sí mismo. En general, cuando ese back reaction puede ser o despreciable, ni lo consideras, como el caso de la pelota de tenis, o es pequeño, entonces lo puedes tratar perturbativamente y linealizas el problema, te queda un problema lineal, ahí todo funciona muy bien. El problema es cuando es no lineal y entonces tienes que tener en cuenta el back reaction, ¿no? Entonces por eso es un concepto que en algunos problemas es importante y complica mucho las cosas como en este caso, ¿no Francis? Sí aquí Boucher obtiene las…
Francis Villatoro explica que si una cosmología derivada de las ecuaciones de Boucher describe bien los datos cosmológicos, esto implica que la gravedad de Einstein debe ser modificada y existe una nueva gravitación.
Habla: Francis VillatoroPalabras #3back reaction y ecuaciones cosmologíacosmología personalizada para oyentes podcastecuaciones de einstein modificadascosmología derivada ecuaciones bachernueva gravitación más allá einsteindatos cosmológicos y einstein…esta cosmología? No no lo tiramos a la basura Ante cualquier piedra yo tengo que darle la vuelta desviarme y pasar al otro lado y lo convierte en una oportunidad Lo que nos dice Batcher es que podemos construir cosmologías inhomogéneas dando una backreaction. Cualquier cosmólogo, cualquiera de nuestros oyentes, puede diseñar una back reaction y la añade a sus ecuaciones y tiene una nueva cosmología. Y esa persona puede presumir de que ya Bacher le hizo el trabajo de derivar todo eso desde las ecuaciones de Einstein. Pero entonces, los oyentes me dirán, o vosotros me Diréis, pero entonces no es una solución de las ecuaciones de Einstein. No, no es una solución de la ecuación de Einstein, es que esto va más allá; esto es una nueva gravitación. Si mi cosmología derivada como solución de las ecuaciones de Bacher describe bien los datos cosmológicos, eso implica que la gravitación de Einstein ha de ser modificada y tiene que haber una nueva gravitación más allá de la gravitación de Einstein. Fijaros en todo esto lo que implica. Esto implica que ese artículo ha sido citado más de 600 veces. Hay muchísimos cosmólogos aficionados, que son físicos, físicos teóricos, que han dicho: uy, aprovecho las ecuaciones de Bacher y me convierto en cosmólogo. Yo…
Héctor Socas explica la complejidad inherente a las ecuaciones de Einstein, destacando tanto sus dificultades conceptuales como los desafíos computacionales para resolverlas.
Habla: Héctor SocasSignificado #1 · Palabras #2ecuaciones einstein dificultades conceptualesecuaciones einstein desafíos computacionalesecuaciones tensoriales matricessistema ecuaciones incógnitas acopladascarácter no lineal ecuaciones einstein…a esta línea de investigación, pero creo que lo que han hecho no es, digamos, confrontar un nuevo modelo cosmológico con una serie de observaciones como son las de las supernovas, sino algo bastante más sencillo que eso. Entonces, a ver si consigo explicarlo. Partimos de las ecuaciones de Einstein, que también es lo que decía Francis. Las ecuaciones de Einstein son muy, muy complicadas. No me refiero incluso conceptualmente, que también, sino de resolver en un ordenador, que es de lo que se tratan estas cosas. ¿Por qué? Porque primero son ecuaciones tensoriales, o sea, son como matrices. Es un sistema; cada ecuación de Einstein en realidad es un sistema de muchas ecuaciones con muchas incógnitas acopladas entre sí y además tiene ese carácter no lineal que decíamos. Un pequeño apunte, Héctor, y perdón que te interrumpa. Una cosa que muchas veces se olvida muchísimo; uno se siente completamente abrumado por lo terrible de las ecuaciones, porque son ecuaciones fuertemente no lineales para 10 parámetros. Una métrica es una…
Francis Villatoro explica la complejidad inherente a las ecuaciones de Einstein, señalando que el sistema de coordenadas utilizado es complicado y contiene muchos parámetros redundantes.
Habla: Francis VillatoroSignificado #11 · Palabras #12ecuaciones einstein complejidad inherentesistema coordenadas complicado parámetros redundantesparámetros físicos ecuaciones einstein…se reducían como a 40 y pico, no recuerdo el número exacto, pero tengo una enorme cantidad de parámetros, pero todos son redundantes, o sea, son ecuaciones extremadamente redundantes, en las que distinguir qué es físico, qué de verdad es físico, y qué Es ficticio, es debido a la matemática; el sistema de coordenadas que yo utilizo es terrible, es muy complicado porque tienes 10 ecuaciones para diez parámetros, pero no son físicos, solo son físicos dos de ellos. Esa es la enorme dificultad con las ecuaciones de Einstein. No hemos sido capaces de desarrollar un formalismo que describa. Única y exclusivamente los grados de libertad físicos y que describa toda la realidad. Tenemos que utilizar una teoría gauge; las teorías gauge son teorías de redundancias, en las que mis ecuaciones son extremadamente redundantes, y entonces yo tengo que…
Héctor Socas expresa sorpresa ante una afirmación de Francis Villatoro sobre ecuaciones diferentes a las de Einstein.
Habla: Héctor SocasSignificado #8 · Palabras #4ecuaciones de boucher diferentes einsteingravedad diferente a einsteinsorpresa ecuaciones francis villatoro…en el siglo XXI es cuando se han empezado a desarrollar códigos en los años 2000 y pico de simulaciones cosmológicas con relatividad general, pero eso hay muy poco y son códigos muy complejos que requieren mucha potencia y que tardan mucho tiempo en calcular. Yo no me he ido tan atrás como Francis en las ecuaciones de Boucher, pero yo me sorprendió. No sé si te entendí bien, Francis, que dijiste que no eran las ecuaciones de Einstein, que es una gravedad diferente a la de Einstein; a mí eso me sorprende. O sea, lo que te quiero decir es… Si tú a primer orden de perturbación obtienes unas ecuaciones y a segundo orden de perturbación de lo que no tienes ecuación, la ecuación que obtienes es que eso es igual a cero y que se reduce tu solución, aparentemente Frickman modificado, se reduce a…