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Sara RobiscoJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor VivesHéctor Socasmodelo cosmológico francis villatoroinhomogeneidades a pequeña escalacosmologías buchertianas francis villatoroFrancis Villatoro14.000 millones de añosHéctor SocasRISproyecto CHUSsupernovas 1Aconstante de Hubbleefecto Satch-Wolf100 megaparsecsΛCDMFriedmanLemaitreRobertson-WalkerEinsteinRelatividad GeneralTRIPThomas ButcherButcher
Inhomogeneidades a pequeña escala
Con
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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.
…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,…
Significado #6 · 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 #8 · Palabras #2modelo 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 VillatoroSignificado #6 · Palabras #1modelo 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,…
Héctor Socas explica que el universo se vuelve más inhomogéneo con el tiempo, aunque a gran escala sigue siendo homogéneo.
Habla: Héctor SocasSignificado #3cosmologías soluciones gravitación futuragravitación futura reducción a einsteinmodelos efectivos inhomogeneidaduniverso 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…de la gravitación. Y ahora tú decides que no, pero aunque la relatividad general de Einstein me diga que la solución tiene que ser Frickman, bajo esta hipótesis de perturbación diagonal, yo me gustaría que hubiera cosmologías en las que esto se pudiera hacer. Necesariamente esas cosmologías tienen que ser resultados, soluciones exactas de una gravitación futura que se reduzca a Einstein en el caso homogéneo, pero que sea diferente en el caso inhomogéneo. Bueno, en cualquier caso, vamos, ya te digo, 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 #9ecuaciones 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 #1inhomogeneidades universo 10-20tiempo cosmológico 14000 millones añosdesfase ritmo mil millones añoscorrimiento al rojo de los fotonesefecto satch wolf inhomogeneidadesinhomogeneidades universo ritmo relojes…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 hablado a veces del efecto Satch-Wolf, que es que cuando un fotón entra en un pozo de potencial en un gran cúmulo de galaxias y luego sale, al entrar gana energía y al salir la pierde, pero entre que entre que sale, el universo se ha expandido, el pozo de potencial se ha empequeñecido, con lo cual la energía que…