Teoría del Big Bang Modelo cosmológico sobre el origen y la estructura del universo. • Toma como punto de partida la hipótesis de la expansión del universo. • Sostiene que el universo se originó en una “gran explosión” ocurrida hace 15.000 millones de años. • Es el modelo más aceptado sobre el origen del universo, si bien no cuenta con la unanimidad de la comunidad científica. •

Efecto Doppler • •

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Propuesto por Christian Doppler (1803- 1853) en 1848. La variación en la amplitud de onda de una fuente de luz, genera que ésta cambie de color en función de la distancia respecto del observador. Si la fuente se acerca al observador, la amplitud de onda se reduce, y su color tiende al azul: corrimiento al azul. Si la fuente se aleja del observador, la amplitud de onda aumenta, y su color tiende al rojo: corrimiento al rojo. El plano del objeto emisor de la fuente no debe variar respecto del receptor ni viceversa.

Edwin Hubble (1889-1953) 1924: demuestra que una serie de cefeidas tomadas como parte de la Vía Láctea eran en realidad objetos extragalácticos. • El descubrimiento amplía los límites del universo. • 1929: junto a Milton Humason (1891- 1972) formulan la Ley de Hubble; piedra angular del Big- Bang. •

Ley de Hubble El corrimiento al rojo de una galaxia es directamente proporcional a la distancia a la que ésta se encuentra. • Implica la expansión del universo. • La expansión puede ser explicada como consecuencia de las ecuaciones de la Teoría General de la Relatividad (Einstein, 1931) • Al coeficiente de proporcionalidad se lo denomina Constante de Hubble. •

La Constante de Hubble Pc: parallax of one arc second (paralaje de un segundo de arco). • 1 parsec = 3,26 años-luz = 31 billones de kilómetros. • 1929 (Hubble): 500 km/s/Mpc. Edad del Universo: 2000 millones de años Edad de la Tierra: 4500 millones de años • 1956 (Alan Sandage): 180 km/s/Mpc. 1958 (Alan Sandage): 75 km/s/Mpc. Edad del Universo: 10000 a 20000 millones de años. •

La Constante de Hubble •

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2001 (Telescopio Hubble): 72±8 km/s/Mpc Edad del Universo: 10000 millones de años. Edad de los Cúmulos globulares: 14000 millones de años. 2001 (satélite WMAP): 71±4 (km/s)/Mpc 2006 (Telescopio Chandra): 70 (km/s)/Mpc Edad del universo: 15000 millones de años (aprox.)

El Big Bang

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Georges Lemaitre • En 1948 George (1894- 1966) propone Gamow (1904- 1968) la hipótesis del huevo formula la hipótesis, cósmico para explicar basado en las ideas de la expansión. Lemaitre.

La formación del universo 1.

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Estado inicial: contenido total del universo comprimido en un solo punto de temperatura infinita y radio tendiente a cero. Singularidad. Estado posterior : concentración de energía lo suficientemente alta como para anular a la existencia de partículas. Densidad aprox.: 4.000 millones de kilos por litro. Temperatura: 100.000 millones de grados centígrados. Sólo existe radiación y no partículas.

La formación del universo 7. 8. 9.

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Expansión del espacio provoca disminución de la densidad de la energía primaria. Densidad baja genera partículas estables (300.000 años). Expansión del espacio genera baja de densidad y de temperatura: disminuye la generación de partículas Proliferación de partículas genera campos de atracción gravitatoria. Las partículas comienzan a agruparse en grandes “nubes de materia”. Las nubes se compactan hasta formar galaxias y estrellas. (1.000.000 de años)

La radiación de fondo Detectada en 1964 por Arno Penzias (1933-) y Robert Wilson (1941-). Constituye una de las principales pruebas a • favor de la teoría. La hipótesis de la explosión implica: • 1. La existencia de una radiación con temperatura de 3 grados Kelvin. 2. La presencia en el espacio interestelar de proporciones estables de Helio e Hidrógeno. •

Inhomogeneidades de la radiación de fondo • •

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Detectada en 1992 por el Cosmic Background Explorer (COBE). Si la radiación de fondo es uniforme, la densidad del universo luego de la explosión hubiera sido homogénea, imposibilitando la formación de las galaxias. El COBE detecta variaciones de 1/10.000 grados K. Confirma la inhomogeneidad de la radiación de fondo, lo que implicaría la inhomogeneidad correlativa de las condiciones de la explosión inicial.

Preguntas • •

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¿Es indefinida la expansión? 1936: Richard Tolman propone las hipótesis de la expansión limitada y del ciclo expansión/ contracción. Variable relevante: cantidad de masa del universo. ¿Qué había antes de la explosión? 1973: Edward Tyron propone que el estado previo a la explosión remite a una fluctuación cuántica en el vacío.

Disidencias 1948: Fred Hoyle (1915-2001) propone la teoría del Universo Estacionario. • Steven Weinberg (1977): “En realidad no vemos las galaxias alejarse de nosotros; de lo único que estamos seguros es de que las rayas de sus espectros presentan corrimientos hacia el rojo...” • Harlton Arp (1992): existen objetos interestelares que aparentan estar físicamente interconectados y presentan diferente grado de corrimiento al rojo, lo que contradice la ley de Hubble. •