���������Galileo �i la �Cosmologia Moderna �

​

Emili Elizalde

​

Institut de Ciències de l’Espai (ICE/CSIC)

Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)

​

Residència CSIC, Barcelona, 29 d’Octubre de 2009

​

​

Context: volem comprendre …

• La Terra

4 elements, àtom

• El Sistema Solar, La Via Làctia

Copèrnic, Galileo, Newton

• L’origen de la Vida, la seva Evolució

Darwin

• L’origen de la Inteligència

Lucy, Olduvai gorge, Leakey

• L’origen de l’Univers, … el seu final

Eratòstenes (Ἐρατοσθένης) �CireneCirene, 276 aCCirene, 276 aC - AlexandriaCirene, 276 aC - Alexandria, 194 aC

360º/7,2º= 50 x800 Km = 40.000 Km

El Projecte Eratòstenes

Galileo Galilei

(Pisa(Pisa, 15 febraio(Pisa, 15 febraio 1564(Pisa, 15 febraio 1564- Firenze(Pisa, 15 febraio 1564- Firenze, 8 genaio(Pisa, 15 febraio 1564- Firenze, 8 genaio 1642)

Astrònom, filòsof, matemàtic i físic,

estretament relacionat amb la revolució científica

​

*Albert Einstein: “Galileo és el

pare de la ciència moderna”

​

*Stephen Hawking: “Galileo és pro-

bablement, més que ningú altre, el màxim responsable del naixement de la ciència moderna”

*Pius XII (1939, discurs a la Acadèmia Pontif. de les Ciències):

“Galileo fou l’heroi més agosarat de la recerca científica, sense por a lo preestablert, ni al risc del seu camí, sense cap temor a destruir monuments…”

History of Science CollectionsHistory of Science Collections, University of Oklahoma

Zeno d’Elea: paradoxa d’Aquiles i la tortuga

1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16 + . . .= 1

?

1/2 +1/4 + 1/8 + 1/16 + … = x

1+ 1/2 +1/4 + 1/8 + 1/16 + … = 2x

1 + x = 2x

X = 1

1 – 1 +1 – 1 + 1 – 1 + … = y

1 – (1 – 1 + 1 – 1 + 1 – 1 + … ) = y

1 - y = y

1 = 2y

y = 1/2

Com és de gran l’Univers ?

• Maqueta, model a escala

* 1mm = mil anys

* Bíblia: Ussher -4004 (6013 anys) 6mm

* Univers = dist UAB-entrada BCN 13.7 Km

* 100 anys = gruix d'un cabell

* inici vida pluricel.lular artròpods <Càmbric 450: Edicara 570Manys: 570m

​

• Escala real

Terra-Lluna = 1 sec !!

Quína forma té l’Univers ?

• Model senzill (2D)

* Homogeni, isotrop, radi=temps (4a dim!)

* cucs plans, superfície globus →

* tensió = atracció gravetat, va disminuïnt

llei gravitació universal d’I Newton

• Topologia

* Passar a 3+1 dim: superf esfer 3D S³

* Univers esfèric? finit o infinit?

* Mapes observacions: fins fa poc bidimensio

* 1986 primer 3D llesca: “A slice of the Universe”

L’Univers

Model:

• Superfície (2 dimensions, ‘globus goma’)
• Res a dins, res per fora; no hi ha un ‘centre’
• El ‘globus’ s’expandeix …acceleradament!
• El radi del globus és el temps ←
• Tot objecte al voltant nostre s’allunya (redshift)

r

La Física

• Isaac Newton

• Albert Einstein

L’Univers Físic

• Einstein: estacionari

* gravetat un problema!! 🡪 cc λ

* Einst’s eqs: podia haver predit l’expan!

• Expansió: Hubble et al 1923-29

(Keeler, Slipher, Campbell, 1918)

* efecte Doppler llum

* enrera Big Bang: Penzias-Wilson ’65

CMB, COBE, WMAP, PLANCK

• Problemes Big Bang: inflació Guth 1982
• 1997 expansió accelerada: neces força!

* Què accelera l'Univ? Energia fosca

Física de la creació de ’Univers

• Grans Revolucions Científiques

* MQ, RG, principi incompletitut Gödel

* Física Clàssica vs Física Quàntica Cordes TOE

* Newton, poma, lleis, terra 🡪 llei universal

* RG: massa pessant (gravetat) = massa inert

• Equacions matemàtiques 🡨🡪 sinfonies

Inici univers inflació: 10^-24 cm (10^{^-11} dim protó)

Expansió en 25 ord mag (10⁷⁵ volum) 🡪 pèsol

Expansió durà 10^-34 s pèsol → Via Làctia

• Inflació paradigme, no teoria: molts models
• 1973 Ed Tryon “is the U a vacuum fluctuation?”

Com s’ha pogut originar l’Univers ?

• Miracle de la fisica n.1: la gravetat pot ser repulsiva energia pot camp escalar →

pressio negativa → grav repulsiva

• Miracle de la fisica n.2: el camp gravitatori té energia negativa

* Energia de la matèria positiva: Energia total 0

• ” A free lunch!”
• Hawking-Turok instantó: ”una espècie d'espurna que dispara la inflació en una sopa primigènia de gravetat, espai, temps i matèria”
• Reproducció dels universos: Multiversos …

​

Treballs recents

• Moltes variants d’Inflació (A. Guth, A. Linde, P. Steinhard, …)
• Les Teories de Cordes i Branes, M, TOE

amb 10⁵⁰⁰ o 10¹⁰⁰⁰ possibilitats pel buit!

• L’Energia del Buit Quàntic (H. Casimir)

Treball meu a Invest y Ciencia (Abril 09)

• Models de gravetat modificada:

teories f(R), Gauss-Bonnet, … (grup)

• Dades d’observacions cosmològiques !

​

​

​

​

La comprensió de l’Univers

• Presocràtics: substància, nombre, potència, infinit, moviment, ésser, àtom, espai, temps, ...
• Escola Pitagòrica: “totes les coses són nombres”
• Galileo: “Il libro della natura è scritto in lingua matematica” (Il Saggiatore,1623)
• Emmanuel Kant: “el problema és fer intel·ligible la idea mateixa d’un Univers intel·ligible”
• Albert Einstein: “el misteri etern de l’Univers és la seva comprensibilitat; el fet que l’Univers sigui comprensible és un miracle”
• Eugene Wigner: “la irraonable efectivitat de la matemàtica en totes les ciències de la natura”

Moltes gràcies

per la vostra atenció