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Tema: Big Bang y universo primitivo
01:34:05Habla: Héctor Socas
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Juan Carlos GilHéctor SocasJosé Alberto RubiñoFrancis Villatororecombinación universo 378000 añosformación átomos hidrógeno recombinaciónplasma electrones protonesrecombinación plasma ionizado hidrógenofotones interactúan electrones antesuniverso transparente para los fotonesrecorrido libre medio de fotonesrecombinación universo primitivoradiación universo transparentedistancia universo recombinaciónondas plasma universo primitivorecombinación fuerza restauradora desaparecefotones no interactúan materiasobredensidades se quedan congeladasondas acústicas universo primitivorecombinación universo transparentehorizonte de sonido ondas congeladassobredensidades galaxias recombinaciónrecombinación marcó tamaño ondashorizonte sonido escala característicaoscilaciones acústicas variones congeladasuniverso transparente mantuvo oscilacionesburbujas recombinación universoexpansión universo 500 millones años luzescala universo 1060 veces más pequeñahistoria universo aumento escalaHéctor Socas378.000 añosBig Bang

Recombinación Universo primitivo

EP505. Coffee Break: Señal y Ruido en Directo

27 de marzo de 2025
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Héctor Socas explica cómo el fondo cósmico de microondas se forma a partir de la radiación que nos llega desde el universo primitivo, tras un período conocido como recombinación.

…la que hace que esas ondas estén ahí en ese plasma original. Pero ¿qué pasa? Que mientras todo eso ocurría el universo estaba expandiendo, su temperatura estaba descendiendo a medida que se expandía hasta que llega un momento que se produce lo que se llama La época de la recombinación cuando el universo tiene 378.000 años de edad, en la que la temperatura baja lo suficiente que se produce un cambio de estado y ahora ya ese plasma se recombina: los electrones se combinan con los protones y forman átomos de hidrógeno; es decir, ya deja de ser un plasma ionizado, ahora se convierte en un gas de hidrógeno y en ese momento sus propiedades cambian drásticamente porque esos átomos de hidrógeno son mucho más transparentes interactúan mucho menos con los fotones. Los fotones que sí que interactuaban muchísimo con los electrones antes ahora ya no hay electrones libres, ya esos fotones no pueden interactuar con los electrones y de repente pueden recorrer distancias mucho mayores sin toparse con nada es como que el universo se vuelve transparente para ellos, tienen un recorrido libre medio, se llama, mucho mayor y esos fotones ya se reparten por el universo y es. Lo que hace que se forme lo que llamamos el fondo cósmico de microondas, que es esa radiación que ahora ya en un universo transparente ya sí que nos llega desde ese punto en el cual la distancia es tan grande que estamos viendo el universo como era cuando se produjo esa recombinación. Bueno, pues en ese momento. Deja de actuar esa fuerza de la que les hablaba, que era una fuerza restauradora, que generaba esas ondas. Entonces ya no hay un contrapeso, ya no hay una fuerza que compense las sobredensidades. Y entonces esas ondas que había, que estaban produciéndose en el plasma, se quedan congeladas. Las sobredensidades que había en ese momento ya se quedan como están porque ya no hay una fuerza restauradora que provoque una oscilación arriba y abajo. Insisto, porque el universo se ha vuelto transparente y ya los fotones no interactúan con la materia. Entonces, en ese cambio, yo lo he contado aquí como si hubiera sido una cosa repentina; en realidad esto tiene algunos matices y fue un poquito más gradual que eso, pero bueno, ocurrió muy rápidamente en un periodo muy breve de la historia del universo. Esas ondas que se estaban propagando en aquel momento quedan ahí congeladas y la huella de esa onda congelada al expandirse el universo se mantiene hasta el día de hoy porque ahí donde había esas sobredensidades es donde hoy hay más galaxias que el promedio. Esa es la explicación de que haya esa pequeña sobredensidad de galaxias a una cierta distancia. Son el reflejo de esas ondas que quedaron congeladas en la recombinación cuando el universo se volvió transparente. Y el tamaño característico de esas ondas viene dado por lo que se llama el horizonte de sonido, que es básicamente cuánta distancia han podido recorrer esas ondas, cuánto se Ha podido agrandar la onda producida por una sobredensidad desde el principio del universo hasta que se produjo esa recombinación y quedaron congeladas. No han podido recorrer una distancia arbitraria porque solo han podido recorrer la distancia en la cual la propagación de la onda por el medio multiplicada por el tiempo de vida del universo cuando se congeló, pues esa distancia, ¿no? el horizonte de sonido es la escala característica que marca el tamaño de esas ondas y por tanto el tamaño de esas estructuras, de esas oscilaciones acústicas de variones que quedaron congeladas en el universo cuando se volvió transparente y que se han mantenido hasta nuestros días. ¿Qué pasa? Que al expandirse el universo, esas burbujas se han expandido también. Entonces, a día de hoy, el tamaño de esas burbujas es de unos 500 millones de años luz, unos 150 megaparsecs, pero cuando se formaron eran mil veces más pequeñas, porque el universo tenía una escala 1060 veces más pequeña. Entonces, a lo largo de la historia del universo, esa escala se ha ido aumentando. Entonces, esas son las oscilaciones acústicas de Bariones. Si nosotros somos capaces de mapear un número gigantesco de galaxias y ver cómo están distribuidas en tres dimensiones de tal manera que podamos reconocer ese patrón característico, podemos ver esa…
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