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.
…pasado. Todo esto viene de un artículo de un tal Thomas Boucher, que es suizo; no sé si se pronuncia en alemán, en francés o en inglés. Thomas Beecher o así sería en inglés. Este tiene un teórico, y nos plantea la solución a un problema clásico en cosmología. En cosmología, el modelo cosmológico de consenso, el ANDA-CDM, utiliza la métrica de Friedman, Lemaitre, Robertson-Walker, que es una métrica en la realidad general, la solución que describe el campo gravitacional, es una especie de matriz, pues esto es una métrica diagonal. Tengo dos simetrías de isotropía en el espacio y asumo homogeneidad del universo y tengo una métrica completamente diagonal. 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…
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 #1 · Palabras #1modelo cosmológico anda-cdmmétrica friedman lemaitre robertson walkerisotropía homogeneidad del universoinhomogeneidad a pequeña escalasupernovas 1a cosmología risproyecto chus constante hubbleinhomogeneidad universo medidas cosmológicasvacíos filamentos estructura inhomogéneacosmología inhomogénea butchermodelo universo polvo presióndensidad materia oscuraecuaciones de einstein inhomogeneidades universométrica con términos no diagonalescosmología aficionado métodos numéricosecuaciones einstein thomas butcherinhomogeneidades universo métrica friedmanperturbaciones diagonales ecuaciones einstein…pasado. Todo esto viene de un artículo de un tal Thomas Boucher, que es suizo; no sé si se pronuncia en alemán, en francés o en inglés. Thomas Beecher o así sería en inglés. Este tiene un teórico, y nos plantea la solución a un problema clásico en cosmología. En cosmología, el modelo cosmológico de consenso, el ANDA-CDM, utiliza la métrica de Friedman, Lemaitre, Robertson-Walker, que es una métrica en la realidad general, la solución que describe el campo gravitacional, es una especie de matriz, pues esto es una métrica diagonal. Tengo dos simetrías de isotropía en el espacio y asumo homogeneidad del universo y tengo una métrica completamente diagonal. 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…
Francis Villatoro explica que puede mantener constantes parámetros como la energía oscura y la planitud del universo al modificar su modelo cosmológico, aunque posteriormente introduce inhomogeneidades a pequeña escala.
Habla: Francis VillatoroPalabras #5modelo cosmológico francis villatoroinhomogeneidades a pequeña escalacosmologías buchertianas francis villatoro…pero el lambda cdm tiene seis parámetros. Cuando yo hago una modificación de la met diagonal, perturbo diagonalmente la métrica de Friedman, yo me puedo permitir el lujo de mantener todos los demás parámetros y dejar solo uno libre, la fracción de masa; y Tú dices, ¿mantener los demás parámetros? Estamos diciendo que mantienes energía oscura, que el universo es plano, ¿lo mantienes todo? Sí, todo, todo, todo; lo mantengo todo, todo hasta momentos muy recientes, en los que ya lo modifico porque meto las inhomogeneidades a pequeña escala, cosas recientes. Entonces yo digo: yo tengo, fijaros que la ventaja de estas cosmologías buchertianas, o como queramos llamarlas, ¿no? Yo a esas cosmologías les suelo llamar las cosmologías del pobre. ¿Por qué? Porque es un pobre cosmólogo el que se dedica a este tipo de cosmologías. Es una cosmología en la que es verdad todo hasta el momento que yo diga que las cosas cambian. Entonces el momento que yo digo que las cosas cambian es un momento reciente,…
Francis Villatoro explica cómo Wiltshire cambió el nombre de su modelo cosmológico a 'Fractal Bubble Cosmology', pero lo consideró inapropiado debido a un artículo previo de Bacher sobre cosmologías de inhomogeneidades, que él denominó 'Late Time Cosmologies'.
Habla: Francis VillatoroPalabras #6cosmología fractal bubble wilshirelate time cosmologies bacherinhomogeneidades artículo annual reviewtimescape modelo cosmológico villatoroleft time cosmology bacherargumentos circulares justificación timescape…si eres un pobre cosmólogo? Wiltshire era un experto en Gravastar, en teoría de cuerdas; ha publicado cosas de compactificaciones en teoría M. Su línea de trabajo principal no era la cosmología, pero se desvió, gracias a este modelo, hacia la cosmología. Cambió el nombre de la cosmología, dijo: Fractal Bubble Cosmology, no suena bien, no está bien, porque Bacher escribió un artículo en el Annual Review hablando de este tipo de cosmología de inhomogeneidades y las bautizó como Late Time Cosmologies, cosmologías recientes, cosmologías que solo, digamos, modifican la parte reciente, los últimos miles de millones de años del universo, el resto se queda exactamente igual. Entonces dijo: si el Bacher ahora le llama Left Time Cosmology, yo a mi modelo cosmológico lo tengo que cambiar de nombre; le voy a llamar Timescape. Tengo que poner también la palabra tiempo. Entonces tiene un par de artículos en 2007 tratando de como filosóficamente justificar su modelo. Entonces lo que hace son argumentos circulares, empieza a dar vueltas, sigue un argumento, no sé qué, pero se va, cambia, vuelve, no sé qué, vuelve un argumento. Absolutamente indigerible, prácticamente imposible de entender hasta que llegue a la sección de conclusiones. Como queda probado por todos mis argumentos previos, esta cosmología es correcta. Mi back reaction describe perfectamente la idea que yo tengo de que…
Francis Villatoro describe una inconsistencia recurrente observada en sus publicaciones a lo largo de los años: los parámetros utilizados en los modelos cosmológicos muestran variaciones sin sentido, como si bailaran 'sevillanas a ritmo de rumba'.
Habla: Francis VillatoroSignificado #19parámetros cosmológicos bailan sevillanasanda cdm ajusta fracción de masasupernovas parámetros astrofísicos inconsistentesfrancis villatoro publicaciones años…modelo cosmológico: unos parámetros únicos cosmológicos, o al menos parámetros consistentes entre sí, quizás con pequeñas modificaciones a menos de una sigma, quizás como mucho a dos sigmas, pero no más; pero no, cuando tú miras la tabla con los resultados. En diferentes artículos que he ido publicando en los diferentes años, siempre ocurre lo mismo: ocurre que los parámetros bailan sevillanas a ritmo de rumba, sin sentido. Los parámetros, tú comparas una línea de la tabla con la tercera línea por debajo y las líneas son fatales. El anda CDM, que es básicamente el anda CDM, lo único que ajusta en la fracción de masa, pues le baila bastante menos, es bastante más consistente. Pero recordemos que estamos ajustando parámetros astrofísicos asociados a las supernovas. Considerando que como estamos en una región con masa, la Vía Báctea está en un cúmulo galáctico, en un supercúmulo galáctico, en la Niaquea, que está en esas regiones masivas de la web cósmica y en realidad muchas de esas supernovas están más lejos, están ya…
Héctor Socas expresa su opinión sobre un trabajo de investigación cosmológica criticado por Francis Villatoro, defendiendo su valía para ser publicado pero mostrando desacuerdo con la forma en que se ha comunicado.
Habla: Héctor SocasPalabras #19investigación cosmológica francis villatoronota de prensa investigadores energía oscurauniverso inhomogéneo explicaciones sencillas…muy secundarias y bueno él mantiene esa línea de investigación en cosmología y su línea principal que es en física teórica y en trabajar con diferentes objetos especulativos y que no tienen en principio nada que ver con la realidad pero que podría tenerlo. A mí me gustaría decir algunas cosillas, ¿no? Seguramente, bueno, luego diré la parte en la que a lo mejor cojean más mis argumentaciones, pero yo sí creo que el trabajo está bien, que vale la pena que se publique y demás. Yo tengo objeciones con cómo se ha contado esto, cómo se dice, y además en este caso no es culpa de los periodistas, es de los propios investigadores, que la nota de prensa la ha estado viendo y es horrible; y esto se traduce en titulares que dicen que no hace falta la energía oscura, que no existe. De hecho, la energía oscura es lo que pone el titular, y que hay una explicación sencilla; además, te dan una explicación sencilla y cualquiera lo lee y dice: anda, claro, cómo no se le había ocurrido esto; y es que cuando tú metes inhomogeneidades y sabemos que el universo es inhomogéneo, pues eso ya automáticamente explica. Por lo que pensábamos que era una aceleración del universo y que realmente no es una aceleración sino una ilusión; y bueno, y ahí hacen una serie de argumentaciones que no tienen nada que ver con lo que está en estos papers sobre si los relojes van más lentos…
Héctor Socas explica cómo, debido a la falta de potencia computacional inicial, se buscaron formas de trabajar con las ecuaciones cosmológicas. Menciona el principio cosmológico como una aproximación que simplifica las ecuaciones y es razonable asumir sobre todo en el universo temprano.
Habla: Héctor SocasPalabras #20principio cosmológico simplifica ecuacionesuniverso temprano extremadamente homogéneoecuaciones cosmológicas universo temprano…y que parte es puramente matemática, puramente ficticia, puramente efectiva, artificiosa y no describe la realidad. Por volver al tema que nos atañe, cuando se comienza a desarrollar la cosmología no había la potencia computacional que teníamos hoy en día, había que buscar formas de trabajar con esas ecuaciones. y una cosa que se vio rápidamente es que había una aproximación que te simplifica enormemente las ecuaciones y además una aproximación muy razonable que es la de homogeneidad y isotropía del universo, lo que llamamos el principio cosmológico, que es una aproximación que necesitas pero también es algo que es razonable asumir sobre todo en el universo temprano, el universo temprano era extremadamente homogéneo, probablemente lo más homogéneo que podemos imaginar y luego bueno con el paso del tiempo se ha ido deshomogeneizando pero prácticamente toda la historia del universo y sobre todo a gran escala lo puedes considerar perfectamente como algo totalmente homogéneo e isotro, puede ser el principio cosmológico, a partir de una escala digamos del orden de…
Héctor Socas explica que el universo se vuelve más inhomogéneo con el tiempo, aunque a gran escala sigue siendo homogéneo.
Habla: Héctor SocasSignificado #4universo 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 explica una interpretación alternativa de la expansión acelerada del universo, basada en las notas de prensa y declaraciones de los autores, que difiere de lo expresado en el paper.
Habla: Héctor SocasPalabras #8expansión acelerada universo paperback reaction inhomogeneidad universocurvatura espacio-tiempo autores…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 estamos hablando, es usar esas teorías efectivas y lo que pretenden es decir: Bueno, bueno. Si la idea es que la expansión acelerada del universo no es algo, o sea, esto que voy a decir no se dice en el paper, ¿vale? Pero es lo que se dice en las notas de prensa y lo que dicen los autores. La expansión acelerada del universo no es real; es un efecto que surge de la back reaction de la inhomogeneidad del universo, la retrorreacción de la inhomogeneidad del universo sobre la propia curvatura del espacio-tiempo. Entonces, lo que lo que hacen aquí es algo que es como muy a ver cómo lo digo, no quiero que no quiero que suene mal lo que hacen aquí. Es coger los datos de supernovas y ajustarlos con una serie de parámetros muy sencillos, pero que no son realmente un desarrollo de ese modelo cosmológico. Lo que, lo que yo a mí me gustaría ver es que alguien hiciera una simulación de modelo cosmológico en…
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 #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 #3 · Palabras #2inhomogeneidades 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 los datos de supernovas tipo Ia se están utilizando para medir la energía oscura, buscando determinar si su valor es menor a -1 y cómo esto afectaría al futuro del universo.
Habla: Héctor VivesPalabras #15superfulguraciones tipo 1a medir energíaenergía oscura valor menor a -1futuro del universo energía oscurarelación presión densidad energía oscura…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 lambda, puede que sea algo que varía con el tiempo, que no sea una constante cosmológica la energía oscura, sino algo que a lo mejor aumenta o disminuye su densidad de energía con el tiempo, que esto se está intentando medir precisamente con las supernovas tipo 1a y con otros parámetros, porque si quiere ver si es menos uno el valor de la energía oscura, la relación entre presión y densidad o si se desvía de menos uno porque eso tiene implicaciones en el futuro del universo o sea si es el menos uno el parámetro este Omega pequeñita se llama; significa que tenemos la muerte térmica porque todo se expande cada vez más, pero termodinámicamente ya se va todo al carajo. Luego está el Big Rip, que es que cada vez va acelerando de forma exponencial y hasta que ya se disgregan…
Héctor Vives continúa explicando cómo la expansión del universo y su ritmo reciente influyen en los modelos cosmológicos, conectándolo con el tema de la tensión de Hubble.
Habla: Héctor VivesPalabras #16expansión universo ritmo recientemodelos cosmológicos tensión hubbleconstante hubble datos locales…de energía oscura. Aumentas ese volumen, la materia se reparte en un volumen mayor; la energía oscura sigue siendo por unidad de volumen la misma. Así que aumentas el volumen, tienes más energía oscura que antes, mientras que la materia es la misma que antes. La expansión, el ritmo de expansión. Y como esto es reciente, pues esto hace unos modelos de eso. Se junta también el tema de la tensión de Hubble, porque nos medimos una constante de Hubble distinta usando datos locales que datos del punto cósmico de microondas. Estamos en un sitio que se expande de forma distinta a lo que estaba pasando globalmente en la época de la recombinación. Y esto también intentan incluirlo en su modelo, o sea, con el tema de que la constante de Hubble local, digamos, varía según estés en un…