Big bang

teoria del big bang

1. 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.

2. Efecto Doppler
•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.

4. 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.

5. 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.

7. La edad del universo
•1929 (Hubble):
Edad del Universo: 2000 millones de años
Edad de la Tierra: 4500 millones de años
•1956 (Alan Sandage): 180km/s/Mpc.
1958 (Alan Sandage): 75 km/s/Mpc.
Edad del Universo: 10000 a 20000 millones
de años.

8. La edad de universo
•2001 (Telescopio Hubble):
Edad del Universo: 10000 millones de años.
Edad de los Cúmulos globulares: 14000
millones de años.
•2001 (satélite WMAP)/ 2006 (Telescopio
Chandra):
•Edad del universo: 15000 millones de años
(aprox.)

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

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

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

12. 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.

13. Inhomogeneidades de la
radiación de fondo
•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.

14. Preguntas
•¿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.

15. 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.