����L’Origen de l’Univers�… en pocs minuts�

​

Prof Dr Emili Elizalde

​

Consejo Superior de Investigaciones Científicas (ICE/CSIC)

Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)

Campus Universitat Autònoma de Barcelona (UAB)

​

Conferència Agrupació Astronòmica de Sabadell, 1/2/2012

​

De que anirà això …

• Observacions astronòmiques
• No n’hi ha prou
• Teories científiques
• No n’hi ha prou

​

Observacions + Teoria 🡪

Comprensió de l’Univers

​

Hacia la comprensión del Universo

• Número: Lebombo b 29;37m, Wolf 11x5+2;30m, Ishango 22m
• Presocráticos: sustancia, número, potencia, infinito, movimiento, ser, átomo, espacio, tiempo Mathesis
• Platón: Ta mathemata (pilares del conocimiento) ”Maβ, Zahl und Gewicht” M Folkerts, E Knobloch, K Reich
• Escuela Pitagórica: ”todas las cosas son números”
• Galileo Galilei: ”el libro de la naturaleza está escrito en lenguaje matemático”
• Emmanuel Kant: ”el problema es hacer inteligible la propia idea de un Universo inteligible”
• Albert Einstein: ”el misterio eterno del Universo es su comprensibilidad; el hecho de que el Universo sea comprensible es un milagro”
• Eugene Wigner: ”la irrazonable efectividad de la matemática en todas las ciencias de la naturaleza”

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

360º/7,2º= 50 x800 Km = 40.000 Km

El Proyecto Eratóstenes

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)

Astrónomo, filósofo, matemático i físico: Il libro della natura è scritto in lingua matematica o oscuro labirinto? ... Il Saggiatore

​

*Albert Einstein: “Galileo es el

padre de la ciencia moderna”

​

*Stephen Hawking: “Galileo es pro-

bablemente, más que ningún otro, el máximo responsable del nacimiento de la ciencia moderna”

LEYES:

1. Primera ley del movimiento (de la inercia)�2. Ley de isocronía de los péndulos�3. Ley del movimiento uniformemente acelerado

• But... the Universe was static !! (…and very small)
• What is λ ? Non-physical
• At that time: UNIVERSE = MILKY WAY (+ nebulae)
• Ptolemy 150 DC, Almagest: mentions 5 nebulae
• Persian, Arabic, Chinese astronomers: more nebulae
• Edmund Halley 6 in 1715, Charles Messier 103 in 1781

William and Caroline Herschel 3 catalogs, 1786-1802, a total of 2510 nebulae

• And then, Edwin Hubble, in 1922-1924, saw Andromeda nebulae (.8 Mly) was far beyond our Milky Way: nebulae were other galaxies!
• Henrietta S Leavitt (Ed Pickering’s Harvard Harem), period-luminosity relationship of Cepheid variable stars Hertzsprung-Russell Diagramm

Henrietta Leavitt

Ed Pickering’s Harvard Harem

… or Harvard Computers

1913

• Karl Schwarzschild: Black Hole solution (22 Dec 1915)
• Willem de Sitter: massless univer static sol (just cc,’17)
• Alexander Friedmann: expanding universe sol (1922)
• Georges Lemaître: expanding universe (MIT 1925, AF solution); visited Vesto Slipher (Lowell Obs, Arizona, 1912 redshifts) and Edwin Hubble (Mount Wilson, Pasadena); Keeler-Slipher-Campbell, 1918
• Led to Big Bang theory (Fred Hoyle, BBC radio 3^rd Programme, 18:30 GMT, 28 March 1949)
• Fred Hoyle, Thomas Gold, Hermann Bondi: SteadyState ’48, “C-field” with a negative pressure, to be consistent with energy conservation (anticipated inflation)
• Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW 1931-37)
• Dark matter: Fritz Zwicky (1934) evidence of ‘missing mass’ in the orbital velocities of galaxies in clusters

• Now lots of evidence: galactic rotation curves (Vera Rubin, Kent Ford, 1975), gravitational lensing, etc
• Arno Penzias, Robert Wilson (1964 Bell Labs, New Jersey); at Princeton (< 40 miles away) Dicke, Peebles, Wilkinson writing paper on how CMB should be Burke (MIT) told Penzias of Peebles’ work: and the Big Bang was there !
• Alan Guth (1980), Andrei Linde: inflation. Also: Alexei Starobinsky, Andreas Albrecht, Paul Steinhardt. And Zel’dovich, Coleman (decay of false vacuum), …
• Quantum fluctuations + inflation −> multiverse
• Hawking+Turok instanton ’98, NoBoundary (HH) vs chaotic inflation
• A Riess B Schmidt ’98, S Perlmutter ’99: acceler expan! 🡪 Dark Energy

​

​

Física de la creació de ’Univers

• Grans Revolucions Científiques:

* MQ, RG, principi incompletitut Gödel

* Física Clàssica vs Física Quàntica

* RG: massa pessant (gravetat) = massa inert

* Cordes/Branes/Teoria M 🡪 TOE

• La inflació:

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

Expansió en 26 ord mag (10⁷⁸ volum) 🡪 pèsol

Expansió durà uns 10^-34 s pèsol → Via Làctia

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

​

Two groups looked for the ‘deceleration’ of the universe expansion, using type Ia supernovae

as standardizable candles

SN 1994d

Result: supernovae are

dimmer than expected

​

The universe is not

decelerating

It is accelerating

​

Cannot be explained by matter+radiation (see before)

Riess, Schmidt et al. ‘98 Perlmutter et al. ’99 (P R Lapuente)

Cosmological Tests

Local Tests

as demanded by obs cosmology,

needs to pass

Goals

as a theory of modified gravity,

needs to pass

Je-An Gu 顧哲安

arXiv:1009.3488

Moltes gràcies��Muchas gracias��Thank You

J Soto

E Gaztañaga

P Fosalba

Algunos Doctorandos y PostDocs:

Joan Soto (CU,UB): Quarks Pesados

Enrique Gaztañaga (PI,CSIC): Cosmología Observacional (Sloan,DES)

Sergi Gómez (TU,URV): Ingeniería Informática (NN)

Pablo Fosalba (IT,CSIC): Cosmología Observacional (PLANCK)

August Romeo (UB): Neurociencia Cognigtiva, Efecto Casimir

Sergio Leseduarte (Jena, Munich): Dinámica del mov corporal, µcircuitos

Sergi R Hildebrandt (SLAC): Cosmología Teórica (PLANCK)

Klaus Kirsten (Prof, Math D, Baylor Texas): Funciones Zeta

Sergei D Odintsov (ICREA, ICE): Gravedad Cuántica, Forbes 5º Rusia

​

K Kirsten

S D Odintsov

S Gómez