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Sara RobiscoJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor VivesHéctor Socasecuaciones de einstein inhomogeneidades universométrica con términos no diagonalescosmología aficionado métodos numéricosecuaciones einstein thomas butcherinhomogeneidades universo métrica friedmanperturbaciones diagonales ecuaciones einsteinEinsteinFrancis VillatoroThomas ButcherFriedmanRelatividad GeneralTRIPHéctor SocasBacherSabine Hossenfelder14.000 millones de años100 megaparsecsRobinsonDemetriWalkerHéctor VivesRISproyecto CHUSsupernovas 1Aconstante de Hubbleecuaciones de BacherEcuaciones de Einstein
Ecuaciones de Einstein inhomogeneidades Universo
Con
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Francis Villatoro explica las implicaciones de introducir inhomogeneidades en el universo al calcular soluciones a las ecuaciones de 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…
Significado #1 · Palabras #1
Francis Villatoro explica cómo las inhomogeneidades a pequeña escala en el universo pueden afectar las mediciones cosmológicas locales, incluso cuando se utilizan supernovas Ia para estudiar la cosmología.
Habla: Francis VillatoroSignificado #16supernovas 1a cosmología risproyecto chus constante hubbleinhomogeneidad universo medidas cosmológicasvacíos filamentos estructura inhomogénea…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…
Francis Villatoro explica las implicaciones de introducir inhomogeneidades en el universo al calcular soluciones a las ecuaciones de Einstein.
Habla: Francis VillatoroSignificado #1 · Palabras #1ecuaciones 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…
Francis Villatoro explica cómo las ecuaciones del siguiente orden en la perturbación resuelven un problema derivado de un cálculo previo y cómo los resultados obtenidos por Bacher indican una retroalimentación igual a cero.
Habla: Francis VillatoroSignificado #11 · Palabras #3ecuaciones del siguiente ordenretroalimentación igual a cero bacherecuaciones de einstein cosmologías inhomogeneidadesmétrica diagonal perturbada frickman…y la bar reaction, la retroreacción o la retroacción; lo que pasa es que tiene tres incógnitas y dos ecuaciones. Tú dices: cuando yo hago un desarrollo perturbativo y me ocurre eso, lo que se hace siempre es recurrir al siguiente orden en la perturbación. Las ecuaciones del siguiente orden en la perturbación me tienen que dar una ecuación que me falta para ese parámetro que me ha salido de primer orden. Cuando Bacher lo hace, las ecuaciones le dicen que la retrolocación es exactamente cero. Las ecuaciones de Einstein te dicen que no existen cosmologías con inhomogeneidades que conduzcan a la ecuación de Frickman, que es una métrica diagonal, perturbada diagonalmente; siempre tiene que haber términos no diagonales perturbados. Ahora bien, claro tú dices pues nosotros lo tiramos a la basura ¿vale? O sea, ¿qué hacemos con 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…
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 VillatoroSignificado #19 · Palabras #19ecuaciones de einstein modificadascosmología derivada ecuaciones bachernueva gravitación más allá einsteindatos cosmológicos y einstein…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 SocasPalabras #16ecuaciones 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…
Héctor Socas explica que el universo se vuelve más inhomogéneo con el tiempo, aunque a gran escala sigue siendo homogéneo.
Habla: Héctor SocasSignificado #6universo inhomogéneo con el tiempoestructura microscópica universo homogéneovolumen de 100 megaparses estadísticamente igualesback reaction inhomogeneidades distribución materiasimulaciones relatividad general universo inhomogéneoecuaciones de relatividad general y curvatura…yo no he tirado tan para atrás; yo lo que he visto es referencias que hablaban de esos trabajos, entonces es referencia indirecta, ¿no? Pero lo que tenía entendido es que se trataba de buscar modelos efectivos que sí tuvieran en cuenta la inhomogeneidad. Que sí, también sabemos que el universo va volviéndose más inhomogéneo a medida que pasa el tiempo. A gran escala, vamos a ver, sigue siendo homogéneo, pero tiene estructura microscópica; quiero decir, a gran escala si tú coges un volumen de 100 megaparses aquí y otro de 100 megaparses allá, son estadísticamente iguales, pero tienen una estructura interna, tienen vacíos y tienen sobredensidades. Entonces, la idea es que existe una back reaction de esas inhomogeneidades porque como hemos dicho que la propia gravedad gravita, las inhomogeneidades de la distribución de materia, las inhomogeneidades de curvatura también generan términos efectivos que a su vez generan curvatura. ese es el tema de la back reaction de las propias ecuaciones que la forma correcta de hacer eso sería o la forma digamos rigurosa o la forma que te quitaría todas las dudas sería hacerlo desde un punto de vista hacer simulaciones hacer realmente simulaciones de relatividad general en las que se haga simular un universo que se vuelve inhomogéneo que desarrolle estructura y ver la back reaction que genera eso pero eso no lo tenemos tenemos algunas teorías Efectivas con soluciones analíticas que son un poco desagradables porque están basadas en parámetros libres, porque no hay un cálculo preciso y entonces lo que intentan hacer en estos trabajos, por no liar mucho la cosa y volver a los trabajos de los que…
Héctor Socas continúa hablando sobre simulaciones cosmológicas y la necesidad de resolver ecuaciones de relatividad general para estudiar la influencia de la inhomogeneidad.
Habla: Héctor SocasSignificado #2 · Palabras #5ecuaciones relatividad generalinhomogeneidad en simulaciones cosmológicasecuación de trip y supernovas…la idea de comprobar los efectos del backreaction, de la inhomogeneidad de ir más allá de la métrica de Friedman, me parece que todo eso es estupendo y que habrá que hacerlo y que hay gente intentando hacerlo, pero la vía para hacerlo es con simulaciones de. Relatividad general, donde se resuelvan de forma rigurosa las ecuaciones sin aproximaciones y se vea cómo influye la inhomogeneidad en todo eso. Lo que hacen aquí es ajustar lo que se llama la ecuación de TRIP. La ecuación de TRIP es… Ya llevo muchas tarjetas hoy, no iba a hacer bromas con los TRIPIs, pero es la ecuación que nos regula, la ecuación que nos dice cómo las supernovas… O sea, ¿cómo se relaciona la distancia de una supernova con lo que nosotros observamos, que es su luz, y con una serie de parámetros que mencionó Francis? Hay parámetros como el color; según el color, la explosión de la supernova es un poco diferente. Según…
Héctor Socas reflexiona sobre la posible influencia de las inhomogeneidades en el universo y cómo estas podrían afectar al tiempo cosmológico a lo largo de miles de millones de años.
Habla: Héctor SocasSignificado #3inhomogeneidades universo 10-20tiempo cosmológico 14000 millones añosdesfase ritmo mil millones años…of Physics, de ahí sale esa idea. Yo no he visto ese cálculo, entonces no me puedes vender este trabajo diciéndome que los relojes van más lento y eso explica la energía oscura. La gente lo ve y dice: ah, tiene sentido, claro, los relojes van más lento. Vamos a ver, algo de efecto debe haber, porque es verdad lo que dice Francis: las inhomogeneidades son de un 10-20%, pero claro, si el ritmo es pequeñísimo, pero acumulas a lo largo de 14.000 millones de años, un pequeño desfase de ritmo, pues a lo mejor te cambia mil millones de años el tiempo cosmológico, ¿no? No lo sé. Pero no es el único efecto, o sea, no es solo, o sea, eso es sobresimplificarlo mucho. Si realmente las inhomogeneidades son importantes, no es solo que el efecto de que el reloj vaya más lento, es que el corrimiento al rojo cambia de los fotones; aquí hemos…
Héctor Vives explica que el cálculo de distancias de lentes gravitacionales ya incluye la distancia diametrangular y se basa en métricas como las de Robinson, Friedman, Demetri, Robinson y Walker.
Habla: Héctor VivesSignificado #15métricas robinson friedman demetri walkerdistancia diametrangular lentes gravitacionalesecuaciones de einstein modelo cosmológicouniverso homogéneo perturbación pequeñita…en los pasos intermedios la presuposición de homogéneo esotropo. Así que mucha parte del trabajo para ver si este modelo ajusta los datos realmente, primero hay que desligar el procesado de los datos de la presuposición de que el universo es homogéneo y es. Otro, o sea, con el tema de dente gravitacionales nosotros calculamos la distancia de la lente, la distancia de la fuente; eso ya se hacía incluyendo la distancia diametrangular. La integral es la métrica de Robinson, de Friedman, Demetri, Robinson, Walker; se está metida en muchos sitios. Esa presuposición ya está incluida en muchos sitios, entonces hay que hacer un montón de trabajo. Veo bien que lo hagan porque ahora que tenemos potencia computacional mayor para poder empezar a hacer un modelo cosmológico simulado con las ecuaciones de Einstein, para ver qué sale realmente si no lo ajustas todo a universo homogéneo, más perturbación pequeñita. Hay que hacer la forma correcta, digamos, de incluir la posibilidad de que puedas comparar con un modelo que no sea homogéneo. Ahora mismo, los datos de las supernovas los ponen; está hecho para ser comparados con modelos en los que lambda puede que no sea…
Francis Villatoro expresa su opinión sobre un trabajo científico reciente, coincidiendo con Héctor Socas en la necesidad de mejorar los modelos existentes en lugar de descartarlos por completo.
Habla: Francis VillatoroPalabras #20ecuaciones einstein inhomogeneidadesmatriz términos no diagonalesmodelo mejorar ecuaciones diferencialestrabajo teórico importante ajusta…me voy a molestar en leerlo No os preocupéis que yo es cosa No es lo mío, pero esto es una maravilla Potencial, yo no digo ni que sí ni que no Pero es una maravilla, que soy Sim Carroll Señores que no soy Chichinabo Por eso digo que la forma de contarlo es lo Que yo creo que ha estado mal, pero el trabajo en sí yo creo que está bien y yo creo que es el paso siguiente natural. Estoy de acuerdo con Héctor: intentar ir mejorando, yo creo que es mejorar el modelo; no creo que sea tirarlo y hacer uno nuevo. Pero bueno, yo soy de la opinión de que si de verdad quieres hacer un modelo con inhomogeneidades, cógete tus ecuaciones de Einstein, cógete tu matriz con términos no diagonales. Esas expresiones no son ya tres ecuacioncillas diferenciales, son diez ecuaciones diferenciales. No tienes que estar libre de restricciones, tienen restricciones. Tienes que hacer un trabajo teórico importante para entender lo que estás viendo, pero ajusta eso. Sí, sí, estoy de acuerdo. Ese es mi argumento, que lo que ellos hacen es Ajustar a supernovas unos parámetros, pero que no es hacer un modelo cosmológico, es otra cosa. Ya lo dijo Carl Sagan: que si quieres hacer una tarta de manzanas desde el principio tienes que empezar. Desde el principio, ¿no? Crea el universo, exacto. Crea el…