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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

L’Origen de l’Univers… en pocsminuts

ProfDrEmiliElizalde

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”

LEYES:

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

slide8

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
slide9

Henrietta Leavitt

Ed Pickering’s Harvard Harem

1913

… or Harvard Computers

slide10

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

slide11

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 …
slide17

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

as standardizable candles

SN 1994d

slide18

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)

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Je-An Gu顧哲安

F(R) Modified Gravity

Explain

cosmic acceleration

Model (parametrize)

deviations from GR

Cosmic Expansion

Cosmic Structure

Solar-System Test

arXiv:1009.3488

Goals

as demanded by obs cosmology,

needs to pass

as a theory of modified gravity,

needs to pass

Cosmological Tests

Local Tests

slide22

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