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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.

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L’Origen de l’Univers … en pocs minuts

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l origen de l univers en pocs minuts

L’Origen de l’Univers… en pocsminuts


Consejo Superior de Investigaciones Científicas (ICE/CSIC)

Institutd’EstudisEspacials de Catalunya (IEEC)

Campus UniversitatAutònoma de Barcelona (UAB)

ConferènciaAgrupacióAstronòmica de Sabadell,1/2/2012

de que anir aix
De que aniràaixò …
  • Observacionsastronòmiques
    • No n’hi ha prou
  • Teoriescientífiques
    • No n’hi ha prou

Observacions + Teoria

Comprensió de l’Univers

hacia la comprensi n del universo
Hacia la comprensión del Universo
  • Número:Lebombo b 29;37m, Wolf11x5+2;30m, Ishango22m
  • Presocráticos:sustancia, número, potencia, infinito, movimiento, ser, átomo, espacio, tiempoMathesis
  • Platón:Ta mathemata(pilares del conocimiento) ”Maβ, ZahlundGewicht” M Folkerts, E Knobloch, K Reich
  • EscuelaPitagórica:”todas las cosas son números”
  • Galileo Galilei:”el libro de la naturalezaestáescrito en lenguajematemático”
  • Emmanuel Kant:”el problema es hacerinteligible la propia idea de un Universointeligible”
  • Albert Einstein:”el misterio eterno del Universo es sucomprensibilidad; el hecho de que el Universosea comprensible es un milagro”
  • EugeneWigner:”la irrazonableefectividad de la matemática en todas las ciencias de la naturaleza”
erat stenes cirene 276 ac alexandria 194 ac
Eratóstenes (Ἐρατοσθένης) Cirene, 276 aC - Alexandria, 194 aC

360º/7,2º= 50 x800 Km = 40.000 Km

galileo galilei

(Pisa, 15 febraio1564- Firenze, 8 genaio1642)

Galileo Galilei

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”


1. Primera ley del movimiento (de la inercia)2. Ley de isocronía de los péndulos3. Ley del movimiento uniformemente acelerado


But... the Universe was static !! (…and very small)

  • Whatisλ ? Non-physical
  • At that time: UNIVERSE = MILKY WAY (+ nebulae)
  • Ptolemy 150 DC, Almagest:mentions5nebulae
  • Persian, Arabic, Chinese astronomers: more nebulae
  • Edmund Halley 6 in 1715, Charles Messier103 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(EdPickering’s Harvard Harem), period-luminosityrelationshipof Cepheid variable starsHertzsprung-RussellDiagramm

Henrietta Leavitt

Ed Pickering’s Harvard Harem


… or Harvard Computers


Karl Schwarzschild: Black Holesolution (22 Dec 1915)

Willem de Sitter: masslessuniverstatic sol (just cc,’17)

Alexander Friedmann: expandinguniverse sol (1922)

Georges Lemaître: expanding universe (MIT 1925, AF solution); visited VestoSlipher(Lowell Obs, Arizona, 1912 redshifts) and Edwin Hubble(Mount Wilson, Pasadena); Keeler-Slipher-Campbell, 1918

Led to Big Bang theory (Fred Hoyle, BBC radio 3rdProgramme, 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 (anticipatedinflation)

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), gravitationallensing, 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: AlexeiStarobinsky, Andreas Albrecht, Paul Steinhardt. And Zel’dovich, Coleman (decay of false vacuum), …

Quantum fluctuations + inflation −> multiverse

Hawking+Turokinstanton ’98, NoBoundary (HH) vs chaotic inflation

A Riess B Schmidt ’98, SPerlmutter ’99: accelerexpan!  Dark Energy

f sica de la creaci de univers
Física de la creació de ’Univers
  • GransRevolucionsCientífiques:

* MQ, RG, principiincompletitutGödel

*Física Clàssica vs Física Quàntica

* RG: massapessant (gravetat) = massainert

* 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

  • Inflacióésparadigme, no teoria: moltsmodels
  • 1973 Ed Tryon “is the U a vacuum fluctuation?”
com s ha pogut originar l univers
Coms’hapogut 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 espècied'espurna que dispara la inflació en una sopa primigènia de gravetat, espai, temps i matèria”
  • Reproducciódels 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


It is accelerating

Cannot be explained by matter+radiation (see before)

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


Je-An Gu顧哲安

F(R) Modified Gravity


cosmic acceleration

Model (parametrize)

deviations from GR

Cosmic Expansion

Cosmic Structure

Solar-System Test



as demanded by obs cosmology,

needs to pass

as a theory of modified gravity,

needs to pass

Cosmological Tests

Local Tests


K Kirsten

E Gaztañaga

P Fosalba

S Gómez

J Soto

S D Odintsov

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