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Inflatón expansión del Universo
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Héctor Socas continúa la explicación sobre cómo las fluctuaciones en el inflatón son amplificadas por ondas gravitacionales, generando retroalimentación en la expansión del universo.
…al segundo orden, o sea, una corrección más sutil, si tienes en cuenta más detalle del cálculo, resulta que esas ondas gravitacionales que se propagan por el medio, sí que pueden generar perturbaciones y fluctuaciones de la propia densidad del material, ¿no? Exactamente, se comportan como la fluctuación de un campo escalar, a pesar de que ellas no son un campo escalar, sino un escalar hecho a partir de tensores que se relacionan de una manera, pero que recién ves al segundo orden de esta expansión, como bien decís. Eso generaría las fluctuaciones en la densidad que remediarían las que el inflatón. Hace y según ellos se verían amplificadas para traerlos al orden de magnitud necesario. Ahora, fíjense que sí, en todo momento dije las fluctuaciones en el inflatón. Hay una retroalimentación entre, o sea, ese universo se está expandiendo. Las ondas gravitacionales que se cruzan, que de alguna forma es como que interfieren y producen perturbaciones de densidad, ¿retroalimentan esa expansión? Bueno, eso no necesariamente lo tenés; ese back reaction no necesariamente lo tenés en cuenta, por supuesto sí, pero una cantidad que no hace falta tener en cuenta en el desarrollo perturbativo. Ah, vale, entonces hablas de que retroalimenta la onda…
Significado #3 · Palabras #1
Gastón Giribet explica la etapa de inflación cósmica, describiendo cómo el universo duplicó su tamaño en fracciones de segundo y cómo esta expansión exponencial ayuda a explicar fenómenos observados actualmente.
Habla: Gastón GiribetSignificado #5inflación cósmica duplicó tamaño universoexpansión exponencial factor escala universomodelo inflacionario predice fenómenos tecnológicosuniverso duplicó tamaño 60 veces2 a las 60 son 10 a las 18inflación universo temprano exponencialmentegastón giribet analogía multiplicación universo…la historia cósmica, que algunas las sabemos bien desde el núcleo síntesis para adelante. Antes tenemos sólidas teorías para explicar qué pasó, aunque no tenemos evidencia observacional de ello. Pero antes de eso, hay una etapa que creemos que fue una etapa. muy extraña, que llamamos inflación cósmica. Que es una etapa en la cual, en fracciones muy pequeñas de tiempo, muy, muy pequeñas de tiempo, fracciones muy pequeñas de segundo, el universo duplicó su tamaño 60 veces, o sea, 2x2x2x2x2x2, o sea, 60 veces. Hubo una expansión exponencial del universo, o sea, el volumen, lo que se llama el factor de escala del universo creció de manera exponencial, y eso es la única forma que tenemos para explicar muchas cosas que hoy en el universo vemos. Por supuesto, el modelo inflacionario predice otras cosas que todavía no hemos visto por cuestiones tecnológicas y estamos esperando ver, pero muchas de las cosas que hemos visto solo se explican hasta donde nos ha sido dado imaginar. Con la hipótesis de que en momentos muy, muy del universo temprano, temprano, temprano, temprano, fracciones de segundo de vida el universo duplicó su tamaño 60 veces en fracciones de segundo 60 veces, 2 por 2, por 2, por 2, por 2, por 2, 60 veces, como mínimo. Perdona, Gastón, para los que este tipo de cosas, 10 a las 18 veces, vale. Claro, 2 a las 60 son 10 a las 18, 10 a las 18 veces, un trillón en castellano de veces, ok, es una infracción en segundo. Por eso se llama inflación, ok, inflación, y eso fue exponencialmente, se amplió exponencialmente. Voy a dar solamente dos, que son las más importantes evidencias de que algo así tuvo que haber pasado, que si no es muy difícil de explicar. Uno es lo que se conoce como el problema de los horizontes, que es que yo puedo mirar muy distante en el cielo una…
Gastón Giribet explica cómo la expansión acelerada exponencial del universo, característica de la inflación cósmica, tuvo que frenar en algún momento para dar paso a otras etapas.
Habla: Gastón GiribetSignificado #10expansión acelerada exponencial universofinal de la inflación cósmicauniverso frenó su aceleraciónetapas del universo postinflacionario…caótica, inflación eterna; hay un montón de modelos, pero todos son sofisticaciones, modificaciones, ramificaciones, elaboraciones de la idea de que el universo en un momento primigenio tuvo una expansión acelerada exponencial que duplicó su tamaño 60 veces. Bueno, entonces ahora eso en un momento tuvo que haber frenado, porque el universo, si bien hoy se acelera, durante mucho tiempo frenó esa aceleración, y empezaron a caer. Aparecieron las materias. Entonces hay un final de la inflación, esa etapa muy breve del universo, pero muy besánica, muy activa; en un momento se calmó el universo y fuera lo que fuera esa energía que le dio. Ese expandirse exponencial decayó en las partículas que hoy conocemos. Eso se conoce como el recalentamiento. La etapa de recalentamiento es el fin de la inflación. ¿Qué es lo que le dio al...? Hay gente que no le gusta la inflación, incluso a uno de sus…
Gastón Giribet explica el concepto de 'potenciales' en relación con la expansión exponencial del universo y cómo estos se manifiestan a través de un campo escalar llamado Inflatón.
Habla: Gastón GiribetPalabras #5expansión exponencial universo potencialescampo escalar inflatón modelo estándarinflatón energía potencial altacampo inflatón energía potencialanalogía bolita cima montañadominios universo campo inflatón…de la teoría, a pesar de haber sido uno quien contribuyó originalmente a ella y sus críticas son, a naturalidad, cuestiones más epistemológicas sobre lo poco predictiva que puede ser, porque hay mucha ambigüedad a la hora de elegir potenciales y cosas así. Pero hablemos de potenciales. Potenciales es qué es lo que le dio al universo esa fuerza para expandirse exponencialmente tan rápido. Hay muchos modelos, hay modelos con un campo, con dos campos, hay muchos modelos. Ahora, lo que se cree es que el universo tiene un campo, el modelo más normal para explicar todo esto, las demás son modificaciones de esto, es que hay un campo, un campo escalar, un campo escalar que recibe el nombre de Inflatón, que tiene un valor de energía potencial muy alta durante mucho tiempo, y que tiene un valor de energía potencial muy alta que lo mantiene y no se mueve mucho de ahí. Es decir, no tiene una energía cinética, no tiene una tendencia a moverse de ese valor Solamente tiene, es como Tener una bolita que está en la cima de una montaña y se queda en la cima de la montaña. No tiene mucha velocidad, no tiene energía cinética, pero tiene mucha potencialidad de moverse si la muevo de ahí. Entonces, ese valor de energía potencial, esa energía concentrada en el campo inflatón, que era un ubicuo campo que ocupaba grandes dominios del universo. No podemos decir todo el universo, pero grandes dominios de este. Eso hace que le da cierta energía al vacío. Hay cierta energía que está dada no porque el campo fluctúe, sino por el valor de expectación que éste tiene. Por estar sentado en un valor de energía muy alto. En la teoría general de la relatividad, el valor de la…
Gastón Giribet explica que la solución a la expansión del universo no es la del espacio plano, sino la geometría del espacio-tiempo de Sitter, un universo en expansión exponencial.
Habla: Gastón GiribetSignificado #4 · Palabras #3geometría espacio-tiempo de sitterexpansión exponencial del universocampo inflatón valor expectación altoenergía potencial concentrado en inflatóninflación como energía oscura…prácticos como si fuese un fluido de energía oscura Entonces, el universo se siente como si estuviese embebido en energía oscura, inmerso en... Y entonces se comporta como se comporta el universo cuando solo hay en él, o mayoritariamente hay en energía oscura La solución no es la del espacio plano en el que nosotros vivimos, sino lo que se conoce como la geometría del espacio-tiempo de Sitter. Que es un universo que precisamente se expande de manera exponencial. Entonces, en el modelo de inflación, el inflatón, ese campo ubicuo en el universo, toma un valor de expectación muy alto, tiene un valor de energía potencial concentrado en él muy alto, se comporta como energía oscura y eso expande el universo exponencialmente. ¿Qué hace el campo? En un momento el campo decae, gasta su energía potencial y en ese gastar su energía potencial la convierte en qué? En la materia que nosotros conocemos hoy. Se convierte en la materia que nosotros conocemos hoy y genera las partículas que…
Gastón Giribet explica cómo las fluctuaciones cuánticas del universo temprano, originadas en el campo escalar del inflatón, son la base de la estructura que observamos hoy en día, desde galaxias hasta objetos cotidianos como semáforos.
Habla: Gastón GiribetPalabras #10fluctuaciones cuánticas universo tempranoestructura galaxias objetos cotidianosamplificación rugosidades homogeneidades universo…la energía que hay en el espacio, en particular las fluctuaciones de la energía en el espacio dada por el campo escalar del inflatón empieza a generar pequeñas fluctuaciones de gravedad en diferentes partes y eso deviene en cierta rugosidad de uno en cien. mil partes que es donde luego se acumula la materia y entonces así se forma la estructura que conocemos como galaxias, planetas, estrellas, conejos, cosas. Es decir, todo lo que es estructura del universo, el universo que no es homogéneo, viene de fluctuaciones cuánticas del universo temprano. Todo, el hecho de que hay una estrella allá y allá hay un semáforo. Todo el hecho de que el universo no es homogéneo y isotropo exactamente, sino son amplificaciones de unas pequeñísimas rugosidades y homogeneidades. en un universo temprano. Y las fluctuaciones de este inflatón, de este campo escalar, tienen que ver con eso. Esas fluctuaciones cuánticas luego se amplifican y devienen esto. ¿Ok? Eso es el paradigma de inflación en general. Ahora voy a hablar de lo que dice este trabajo. ¿Puedo aclarar una cosa? Porque hemos mencionado, así como un poco de pasada, las perturbaciones escalares; no sé si hemos hablado de las tensoriales, pero seguro que…
Héctor Socas continúa la explicación sobre cómo las fluctuaciones en el inflatón son amplificadas por ondas gravitacionales, generando retroalimentación en la expansión del universo.
Habla: Héctor SocasSignificado #3 · Palabras #1ondas gravitacionales campo escalarfluctuaciones densidad inflatónsegundo orden expansión gastón giribetfluctuaciones inflatón amplificadasondas gravitacionales retroalimentan expansión universoperturbaciones densidad ondas gravitacionales…al segundo orden, o sea, una corrección más sutil, si tienes en cuenta más detalle del cálculo, resulta que esas ondas gravitacionales que se propagan por el medio, sí que pueden generar perturbaciones y fluctuaciones de la propia densidad del material, ¿no? Exactamente, se comportan como la fluctuación de un campo escalar, a pesar de que ellas no son un campo escalar, sino un escalar hecho a partir de tensores que se relacionan de una manera, pero que recién ves al segundo orden de esta expansión, como bien decís. Eso generaría las fluctuaciones en la densidad que remediarían las que el inflatón. Hace y según ellos se verían amplificadas para traerlos al orden de magnitud necesario. Ahora, fíjense que sí, en todo momento dije las fluctuaciones en el inflatón. Hay una retroalimentación entre, o sea, ese universo se está expandiendo. Las ondas gravitacionales que se cruzan, que de alguna forma es como que interfieren y producen perturbaciones de densidad, ¿retroalimentan esa expansión? Bueno, eso no necesariamente lo tenés; ese back reaction no necesariamente lo tenés en cuenta, por supuesto sí, pero una cantidad que no hace falta tener en cuenta en el desarrollo perturbativo. Ah, vale, entonces hablas de que retroalimenta la onda…
Gastón Giribet explica funciones del inflatón, destacando su papel tanto en la expansión del universo como en la relación entre sus fluctuaciones y la formación de estructuras.
Habla: Gastón GiribetSignificado #1 · Palabras #2inflatón expansión del universofluctuaciones inflatón formación estructurarelación densidad fluctuaciones inflatón…de densidad. Lo que pasa acá, que es fundamental, es que en el paper no se dice cuál es todo parte de haber supuesto que uno está en un universo que ya se expande exponencialmente; eso es la inflación. Este paper no explica la inflación, la presupone. El inflatón hace dos cosas, hace muchas, pero hace dos cosas. Una es inflar el universo; es tan importante que de ahí viene su nombre, y después que sus fluctuaciones están relacionadas con las fluctuaciones en la densidad que luego devienen la formación de estructura. Pero no se llama el fluctuatón, se llama el inflatón. Hace las dos cosas, pero hay una que es más importante que la otra. Las dos son importantes en realidad, por supuesto, porque si no no habría conejos, no habría semáforos, ni estrellas, ni nada en el universo. Pero, este paper es totalmente agnóstico acerca…
Gastón Giribet plantea una posible solución a la pregunta sobre qué causa la expansión del universo, sugiriendo la posibilidad de física previa a las escalas de Planck, como la teoría de cuerdas.
Habla: Gastón GiribetSignificado #19 · Palabras #4física previa a escalas planckteoría de cuerdas expansión universoinflatón antes del inflatón…dividido 8πg; entonces siempre que aparezca G va a aparecer G dividido por lambda y ese lambda uno lo llama 1 sobre A cuadrado. Entonces aparece, siempre aparece A al lado de la constante de Planck, pero nadie dice qué es lo que hace el universo que se infle. Uno podría decir, bueno, quizá un inflatón, pero entonces maestro, ya tenías inflatón antes. Entonces, claro, uno puede decir, no, lo que pasa es que uno puede especular con que haya física previa a escalas de Planck. Digamos, la teoría de cuerdas, o la teoría que uno quisiese que le da al universo una fase previa que se está expandiendo aceleradamente. Bueno, pero de eso se trata. Se trata un poco también de explicar esa fase previa. Lo que logra inflación con todos los problemas que tiene, y estoy de acuerdo con que en el estudio de las fluctuaciones este trabajo me parece maravilloso porque logra una cosa para mí muy curiosa, pero lo…
Gastón Giribet explica que para que exista un rebote cósmico tras una contracción del universo, se requiere materia exótica, más allá de lo que representa un inflatón.
Habla: Gastón GiribetPalabras #11rebote cósmico universo contraemateria exótica inflatónenergía negativa nunca visto…es el Big Bang en realidad es una etapa de expansión, pero a la que le previno, le había antecedido una etapa de expansión. Contracción de un universo anterior, bueno, qué sé yo, hay modelos así, como el expirótico, de hecho, Steinhard trabaja en cosas así, Pero bueno, primero que para qué haya un rebote cósmico de un universo que se contrae y luego se expande, se necesita que exista materia exótica, mucho más exótica que un inflatón. Entonces, eso que a mucha gente le parece natural, en realidad no es natural; es todo lo contrario, tiene que haber cosas con energía negativa, cosas que nunca hemos visto. Entonces, en realidad lo que parece, la gente que piensa así, es porque le duele, y está bien que le duela pensar en nuestra ignorancia acerca de lo que pasó en ese primer segundo y en los esfuerzos teóricos desde la década del 80 para darle sentido a un inicio temporal que no tuvo un antes nunca como intentaron Hartel, Hawking, Bilenkin y otros. Entonces, Starobicki mismo, o Trion, o muchos otros…
Héctor Socas y Gastón Giribet discuten la dificultad de explicar un universo en rebote en comparación con un universo que simplemente comienza, enfatizando la necesidad de establecer reglas para poder trabajar teóricamente.
Habla: Héctor SocasSignificado #15universo en rebote versus universo inicialmarco teorías conocidas hector socasestablecer reglas para trabajar teóricamenteexpansión universo pequeñito…muchos otros físicos. Entonces, es más natural pensar, no, no me vengas con ese problema, el universo siempre existió. Bueno, ahora, hacelo rebotar, y vas a ver que en hacerlo rebotar te vas a encontrar con problemas teóricos mucho más difíciles de responder, ¿Qué es la energía negativa? ¿Cómo eso estabilizó el universo y el espacio-tiempo no desapareció en ese momento? Entonces es mucho más difícil explicar un universo que rebota que un universo que empieza, que tampoco sabemos cómo explicarlo. Insisto, porque estamos siempre trabajando dentro del marco de las teorías que conocemos, porque uno siempre, si todo vale, uno podría decir, bueno, imaginemos un universo que era muy pequeñito y estaba ahí durante muchísimo tiempo y de repente un día empezó a expandirse. Entonces, bueno, podrías plantear eso, pero eso es como ya, o sea, ya si todo vale, entonces no puedo trabajar. Claro, uno tiene que tener ciertas reglas, si no, no puede jugar a nada. El punto es que, ojo, porque cuando uno dice: pueden existir cosas que yo desconozco, sí, pero hay de dos tipos. Por ejemplo, ¿puede existir una partícula más masiva que el Higgs? Sí, no hay problema, qué sé yo. ¿Puede existir una partícula de materia oscura…
Gastón Giribet describe la teoría de inflación caótica como una forma de entender nuestro universo como un 'parche' o dominio dentro de algo más grande, refiriéndose a ella como un mal nombre para lo que se conoce como multiverso.
Habla: Gastón GiribetSignificado #6teoría multiverso universo burbujaexpansión universo velocidad luzestado fundamental inflación espacioburbujas embebidas en inflaciónteoría inflación caótica universomultiverso como parche universoinflatón expansión universo…como el campo de Higgs, que tiene un cierto valor de expectación no cero y que puede decaer espontáneamente al valor cero, que algo parecido podría ocurrir también con el inflatón y ser un campo en el que haya una inflación externa. Esa es la hipótesis. Que nuestro universo sea simplemente un punto que cayó al estado fundamental y se genera una burbuja que se expande a la velocidad de la luz de espacio decayendo, saliendo de inflación y eso puede estar ocurriendo en otros puntos. Es una teoría de multiverso. Porque eso ocurre en otros puntos también, en diferentes momentos, pero como están embebidos en un medio que está en inflación, no van a encontrarse nunca, no van a estar en contacto causal nunca a esas burbujas, ¿no? Es fascinante. Tal cual, esa es quizá la teoría más homologada, la teoría de inflación, la que se conoce como inflación caótica, inflación eterna, que es que nosotros vivimos en un parche, un dominio; no me gusta llamar un universo en un multiverso, es un mal nombre. En realidad es un parche de un universo más grande, que la gente llama el multiverso, cuando nosotros lo que llamamos universo es solamente una suerte de dominio, una burbuja, que ahí el valor de expectación del campo que le da lugar al inflatón, si es que es lo que fuera que hace que esto se expanda, es un valor que hace que se expanda muy rápido, pero no tan rápido como para poder haber formado estructuras, y por ende galaxias, y por ende planetas, y por ende físicos, que lo piensen. Otras regiones del universo se expanderán con mucha mayor energía oscura, entonces directamente…
Gastón Giribet introduce un tema relacionado con un paper anterior, explicando cómo la terminación de la inflación está ligada al valor de expectación del inflatón y su potencial.
Habla: Gastón GiribetPalabras #20terminación inflación valor inflatónespacio the sitter expansión exponencialmodelo estándar inflación expectación inflatón…en un escenario mucho más grande, un universo mucho más grande, un multiverso, cuál es la distribución estadística de valores que harían que el universo sea observable, y no pega mal con el valor que tiene la constante cosmológica hoy. Entonces, es una... Ahora, esto me da pie para explicar una cosa del paper que no expliqué. El espacio de The Sitter es... Bueno, dicho ¿cómo termina la inflación? Se cree que en el modelo estándar de inflación, el más común, el valor de expectación de Inflatón tiene mucho potencial y eso hace que el universo se expanda exponencialmente, pero en un momento el potencial tiene una parte en La que el campo varía muy poco, se llama Slow Roll, y de repente baja abruptamente, y el campo descansa; baja toda su energía potencial y la transforma en partículas. Eso se llama recalentamiento. Hay una discusión acerca de condiciones iniciales, de por qué…
Gastón Giribet explica cómo, en la inflación normal, el valor del inflatón disminuye bruscamente, lo que provoca un recalentamiento del universo y la emisión de partículas no masivas.
Habla: Héctor SocasSignificado #13inflatón disminuye recalienta universoefecto túnel cuántico estados atómicostransiciones prohibidas baja probabilidad…directamente Sitter decaería, pero bueno, los detalles de ese decaimiento no se conocen bien; es un efecto perturbativo si no quieres hacerlo con cuidado. Pero bueno, algo decae, se cansa; en el caso de este trabajo, el espacio de Sitter decae en sí mismo; es Inestable, en la inflación normal, el valor del inflatón, dado el potencial que tiene, descansa abruptamente y ahí recalienta el universo y emite un montón de partículas no masivas. Alguien se puede preguntar el por qué esto pasa, ¿qué es lo que lo causa?, y no tenemos una idea clara, pero cuánticamente el paso de un estado de energía a otro de energía menor es un estado que siempre puede darse, aunque sea por efecto túnel, quizás con una probabilidad muy baja, incluso transiciones que son prohibidas en estados atómicos, por ejemplo, se pueden dar, pero con una probabilidad muy baja. Entonces eso quiere decir que, al final como decía, creo. ¿Que era Hawking el que decía, si no está prohibido acaba ocurriendo? Entonces el efecto túnel hace que cosas que no tienen un canal para ocurrir pero que energéticamente son factibles dado el tiempo suficiente por efecto túnel acaban ocurriendo y esto puede…