LOS SECRETOS DE LA NOCHE
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Introducción a la COSMOLOGÍA
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Introducción a la COSMOLOGÍA
LA NOCHE DE LOS TIEMPOS
¿Por qué es negra la noche?
¡¡Trivialidad muy poco trivial!!
Para el Universo en la Edad Media era obvio...
1543: Copérnico Heliocentrismo ...y todo cambia
Digges y Bruno Universo infinito lleno de estrellas y planetas.
Universo infinito con estrellas aceptado a fines del XVIII
Newton 1687: Principia y las tres leyes: Galileo + Keppler
Gran éxito científico y predictivo (Halley).
Problema Paradoja de Bentley sobre el centro de masas:
¡El Universo debería colapsar!
Solución de Newton Universo infinito sin centro de masas.
LA PARADOJA DE OLBERS
Miremos donde miremos, encontraremos una estrella.
Keppler fue el primero en darse cuenta.
Halley lo estudio desde la mecánica de Newton.
La luz de las estrellas se debilita
con R2.
El número de estrellas crece
con R2.
De dos casquetes distintos
nos llega la misma cantidad
de luz
Como existen infinitos casquetes
¡LUZ INFINITA!
LA SOLUCIÓN
a) Comunidad científica: Universo no debe ser infinito.
estructura finita aplanada en rotación: LA GALAXIA
b) Edgard Allan Poe cree que puede ser infinito.
En su ensayo “Eureka” postula:
1º: La velocidad de la luz debe ser finita
2º: El universo tuvo un inicio en el tiempo
La luz de las estrellas más lejanas
aún no nos ha llegado.
No puede ser infinito en espacio y tiempo
EPPUR SI MUOVE !
Cefeida: estrella variable cuyo periodo y luminosidad están relacionados.
En aquella época se cree que todo el universo es la Galaxia (solución “a” de la paradoja) y se cree que las nebulosas espirales son nubes de gas dentro de la Galaxia.
Edwin P. Hubble descubre una variable cefeida en la nebulosa espiral de Andrómeda.
Halla que se encuentra a ¡800.000 años luz! (hoy corregido a 2.200.000) ¡Fuera de nuestra galaxia!
Sirven para medir distancias
Se vio que las nebulosas espirales ¡SON GALAXIAS!
Explicación “a” fallida
EL EFECTO DOPPLER
No quedaba más remedio que decantarse por la segunda alternativa: Universo infinito con inicio en el tiempo.
problemas de estabilidad gravitatoria
Espectros: huellas dactilares de la materia.
Hubble identifica galaxias y halla la distancia a ellas.
Estudia los espectros de las galaxias.
Observa un corrimiento Doppler de las frecuencias
Las galaxias se mueven respecto a nosotros
Si se alejan, corrimiento hacia el rojo.
Si se acercan, corrimiento hacia el azul
Solo se observa corrimiento hacia
el ROJO
Efecto Doppler
LA LEY DE HUBBLE
Más aún: cuanto más lejos, mayor corrimiento hacia el rojo:
v = H d
H : la constante de Hubble
es una de lasmagnitudes másimportantes enCosmología
H ~ 70 km/s por Mpc
EL SECRETO DE LA EXPANSIÓN
Veo que todas las galaxias se alejan de mí
Pero ¡lo mismo ven las demás galaxias!
¡Es el espacio, en su conjunto, el que se está expandiendo!
Las galaxias son arrastradas por la expansión.
Película al revés
¡Inicio del Universo!
¡Poe tenía razón!
El Big Bang (Lemaitre, Gamov)
LA FORMA DEL UNIVERSO
La gravitación define la forma del Universo.
La geometría de los cuerpos se caracteriza por su métrica.
Métrica (de medir) nos dice cómo medir distancias.
ds2=dx2+dy2
Métrica euclídea (plana):
bidimensional
ds2=dx2+dy2+dz2
tridimensional
Métrica esférica:
ds2= r2d2+r2cos2d2
LA CURVATURA DEL ESPACIO-TIEMPO
La Relatividad muestra que el Universo tiene 4 dimensiones:
3 espaciales (x,y,z) y 1 temporal (ct)
Euclides Minkowski ds2 = dx2 + dy2 + dz2 - c2dt2
Pero la materia deforma el espacio:
Estrella: Métrica de Schwarzschild (cond. simetría esférica):
dsGMc r
dr r d r sen dGMc r
c dt2
2
2 2 2 2 2 22
2 21
12
12
¿Y el Universo en su conjunto? Métrica de Robertson - Walker(cond. Universo isótropo y homogéneo):
dsR t
krdx dy dz c dt2
2
2 22 2 2 2 2
14
( )( )
Lemaitre, Friedmann.
FLRW
TIPOS DE UNIVERSO
Friedmann: existe una familia de soluciones, según k y R(t)
dsR t
krdx dy dz c dt2
2
2 22 2 2 2 2
14
( )( )
Uniforme pero con curvatura espacial
k = -1, 0, 1Diferente comportamientopara los círculos y para las líneas paralelas.
Métrica dinámica: R( t ) !!! Curvatura temporal también! (Einstein: R(t) = cte)
DEDUCIENDO LA LEY DE HUBBLE
Para medir distancias, trabajamos con la parte temporal de la métrica.Distancia entre dos galaxias:
IMPONIENDO CONDICIONES
1) Densidad de materia mayor que cero: > 0
2) Presión prácticamente nula P = 0
3) R(t) crece, o sea, R’(t) > 0
Con esto se restringe la posible forma de R(t)
k = 0 (Universo plano) c ~ 6 átomos m3
Caso frontera:
¡Distintosfuturosposibles!
¿CUÁNTO HACE?
Los tres casos son funciones cóncavas.
Es fácil estimar la edaddel Universo.
La pendiente de la rectaazúl será:
Pero vimos que (estimación al alza)
Para el mejor valor medido: H = 70 km/s/Mpc te = 14.300.000.000 años
LA CREACIÓN
t inicial = 10- 43 s Tiempo de Plank. Temperatura: 1032 K
El Universo es una minúscula burbujita de vacío millones de veces más pequeño que un átomo.
Espacio increíblemente curvado: Regreso al punto de partida tras recorrer 10-20 cm.
Es la etapa del Falso Vacío
¿Qué había antes? ¿había antes?
Física de Partículas y Teoría Cuántica deCampos
CUADERNO DE VIAJE: LA NATURALEZA DEL MUNDO
TODO compuesto por partículas.
Nosotros Moléculas Átomos
Mapa I de la Realidad En el S. XIX se conocen 62 elementos.
1871 Mendeleiev los ordena: ¡Observa regularidades!
Aparecen huecos
Predicción denuevos elementos
LA NATURALEZA DEL MUNDO II
¡Se encuentran los elementos predichos!
Validez del modelo de Mendeleiev
Nacimiento de la Tabla Periódica
¿Pero por qué funciona?
1896 Se descubre la radiactividad 1897 Thomson descubre el electrón
Sospecha: el átomo ¿indivisible?
(Ga, Sc, Ge)
1911 Rutherford ve cómo rebota la radiación alfa en el oro
Átomo: electrones más minúsculo núcleo (luego modificado con los neutrones)
Mapa II de la Realidad
LA NATURALEZA DEL MUNDO III
¿Y la luz? ¡También partículas!
Mapa III de la RealidadPero más aún: ¡También los campos de fuerzas son partículas!
Campos partículas2 caras de la misma moneda
Materia Partículas
Existe también un órden en las partículas elementales:
Bosones (fuerzas)
Fermiones (materia) Mapa IV de la Realidad
Los fermiones intercambian bosones
ROMPIENDO SIMETRÍAS
Rotura de simetría: mecanismo espontáneo en cambios de fase.
Como consecuencia, aumenta la complejidad del sistema.
Otro ejemplo: cristalización al disminuir la temperatura.
¿Cómo pasamos de un mini universo vacío a todo esto?
Rotura de simetría en el Universo primitivo.
¡HIGGS, HIGGS, HURRA!En el tiempo de Plank: Universo vacío de simetría perfecta.
Las cuatro fuerzas fundamentales eran una misma. Los fermiones también eran una misma cosa. Existen los campos pero su valor es cero: VACIO
Campo típico de partículas:
Peter Higgs postula laexistencia de otro campomás (bosónico).
Campo de Higgs:
Si la E es muy baja, problemas paramantenerse en el 0.Mapa V de la Realidad
¡EXPANSIÓN!
t inicial = 10- 43 s Tiempo de Plank. Temperatura: 1032 K
Por algún motivo, el mini universo se expansiona. Disminuye T.
t = 10- 37 s. Temperatura ha bajado a: 1027 K
El valor 0 (vacío) del campo de Higgs se vuelve inestable.
¡De repente aparecen infinidad de bosones de Higgs!
¡¡NO CABEN EN EL UNIVERSO!!
LOS BOSONES DE HIGGS SE HACEN SITIO
¡INFLACIÓN!
Alan Guth, padre de la Inflación
Por cada bosón de Higgs que se materializa, hay detrás más haciendo cola.
El Universo está saturado de bosones de Higgs.
La concentración de bosones es máxima
!! Predicción de la Inflación: ¡Universo plano!
Despejando: y recordemos que:
¡Crecimiento exponencial! (1030 veces en 10-32 s)
Final de la fase inflacionaria: se acaban los Higgs. Comienza la Fase de Recalentamiento.
UNA FUERZA, VARIAS FUERZAS
...Pero el campo de Higgs no se teorizó para explicar el Big Bang. Inicialmente para explicar la masa de los bosones débiles. Posteriormente para explicar que existan 4 fuerzas fundamentales.
Los bosones de Higgs descomponen la fuerzaunificada en cuatro.
Pruebas:
La interacción electromagnética y la débil son la misma(Weinberg y Salam, 1968) rotura simetría electrodébil
ROTURA DE SIMETRÍA ELECTRODÉBIL
Higgs propone el bosón de Higgs para explicar la masa de los bosones W+ W- y Z0 de la interacción débil.
Weinwerg y Salam descubren que también sirve para unificarla con la electromagnética:
¡Este modelo predijo exactamente la masa de los bosones!
ENTROPÍA Y ESTRUCTURA
Inicialmente el Universo en equilibrio térmico
Luego el Universo se hace cada vez más complejo.
¿Cómo es posible? ¿Y el Segundo Pio. de la Termondinámica?
La expansión dio cuerda al Universo.“El Big Bang, el último almuerzo gratuito”
EL UNIVERSO NEGATIVO
Dirac incluye la Relatividad en las ecuaciones de la Mecánica Cuántica.
Obtiene un nuevo sistema de ecuaciones. TIENE DOS SOLUCIONES.
Una corresponde con las partículas conocidas.
La otra con “su inverso” (???)
Predice la existencia de ANTIPARTÍCULAS
Analogía: Soluciones de la ecuación x2 = 1
De igual forma, ambas soluciones ¡se anulan!
Mapa VI de la Realidad
EL ZOO DE LA MATERIA
Protones y neutrones (y aparecieron más) NO son un fondo de la materia.
Modelo “a la” Mendeleiev: están compuestos de fermiones llamados
quarks (1963, Gell-Mann, Zweig -ases-). Protón: uud (carga 1)
Neutrón: udd (carga 0)
Quarks
Partículaspuntuales
Mesones (2) y hadrones (3)
InteracciónFuerte.
EL ZOO DE LA MATERIA II
¿Y qué pasaba con los electrones? SÍ son un fondo. Pero hay más: Leptones.
Leptones
SNO:Neutrinos:0.02 eV < m
m < 8.4 eV
Neutrinos SOLO interacción débil:
5 años luz de plomo para parar la mitad.
Mapa VII de la Realidad
LEPTOQUARKS
A las altas energías del Universo primitivo, la Interacción Fuerte era más débil. Los quarks eran libres, como leptones.
De hecho eran lo mismo:Leptoquarks.
Mapa VIII de la Realidad;El Universo temprano
Predicción: los WIMP
EL UNIVERSO POSTINFLACIONARIO: MATERIA
t = 10- 15 s. Fase de Recalentamiento. Toda la energía de los camposde Higgs se ha convertido en una sopa de partículas.
Se producen muchas reacciones simultáneas:a) Transmutaciones de leptoquarksb) Partículas y antipartículas se encuentran y desintegranc) Las partículas colisionan violentamente y se generan nuevos pares partícula-antipartícula.
¿Pero, por qué existe materia?
Leyes no del todo simétricas (kaones neutros)
t = 10-5 s. Fin de la fase desintegración materia-antimateria
Temperatura: 1013 k ~ 1 GeV Fase de confinamiento desaparecen los quarks libres.
Formación de protones y neutrones: YLEM
EL MODELO ESTANDAR DEL BIG BANG
Big Bang original: Lemaitre, 1927.
Modelo estandar del Big Bang:
George Gamow, R. Alpher y R. Herman. 1948
Permitió hacer del Big Bang un modelo científico.
Apenas modificado desde que fue propuesto.
Comenzaba donde termina la fase de Confinamiento en t = 10-5 s. Temperatura: 1013 k Universo lleno de YLEM
Siguiente instante: t = 10-4 s. Temperatura: 1012 k. Densidad: 1015 veces la del agua ~ núcleo.Sólo parejas e+ - e-
Modelos de FLRW para calcular tiempos, temperaturas y densidades.
EL BAILE DE LOS NUCLEONES
t = 0.01 s. Temperatura: 1011 k. Densidad: 4·109 veces la del agua Energía ambiente ~ 10 MeV.
Reacciones de transmutación entre nucleones.
por ello hay 50% p, 50% n.
t = 0.1 s. Temperatura: 3·1010 k. Densidad: 3·106 veces la del agua
Energía ambiente ~ 1.3 MeV. Menor que la diferencia de masas p-n(mp = 938.3 MeV, mn = 939.6 MeV) Asimetría en las reacciones
LAS COSAS SE ENFRÍAN
t = 0.2 s. Proporción p-n: 62% p, 38% n. Energía ambiente < 0.5 MeV
Con esta baja energía, la interacción débil deja de ser eficaz.
Desacoplo de los neutrinos y de los WIMP.
Hoy forman un fondo a 2 k. Indetectables.
t = 1 s. Temperatura: 1010 k (~700 veces la del núcleo solar). Densidad: 380.000 veces la del agua. Proporción p-n: 76% p, 24% n.
Energía ambiente muy baja para creación eficiente de pares e+ - e-
Se desintegran más deprisa que se forman.
t = 14 s. Temperatura: 3·109 k (~200 veces la del núcleo solar). T lo bastante suave para permitir primeras reacciones de fusión.Proporción p-n: 83% p, 17% n.
FUSIÓN
Fusión nuclear: depende de
Fuerzas de atracción entre nucleones (I. Fuerte)
Fuerzas de repulsión entre protones (I. EM)
Esta combinacion produce diferentes estabilidades nucleares.
Fusión Fisión
LA MUERTE DEL NEUTRÓN
El neutrón no es una partícula estable. Vida media ~ 15 min.
¿¿Nos vamos a desintegrar??
t = 3 min. Tiempos comparables con la edad del neutrón.
La desintegración de los neutrones acrecienta la diferencia.
Proporción p-n: 87% p, 13% n.
Temperatura: 109 k, 70 veces la del Sol: todo el Universo es el interior de una estrella.
Comienza la fusión nuclear de forma eficiente.
Fase de Nucleosíntesis Primigenia
LA NUCLEOSÍNTESIS PRIMIGENIA
Idea original de Gamow: todos los elementos se formaron en el Big Bang.
Resultados: principal producto de la nucleosíntesis, el He4.
Cálculos de Alpher:
LA NUCLEOSÍNTESIS PRIMIGENIA II
¡Hidrógeno y Helio son más del 99% de los elementos formados!
Pese a este “fracaso”, un gran éxito:Predicción correcta de la relación H-He (75%-25%):
Paper
¿DE DÓNDE VIENE EL RESTO?
Explica el 99%. Pero no explica cómo se forma lo demás.
Fred Hoyle, el gran Enemigo del Big Bang.
Idea el modelo del Estado Estacionario. Genesis espontánea del H.
Este enfrentamiento fue el centro del debate científico de los 50 y 60.
Pero, para justificar su modelo, ¡dio con la clave del asunto!
LOS ELEMENTOS SE FORMAN POR FUSIÓN NUCLEAR EN ELINTERIOR DE LAS ESTRELLAS
Éxito: explica la aparición de los demás elementos.Fracaso: no explica la elevada cantidad de He en el Universo
EL ÚLTIMO DESACOPLO
t = 30 min. Temperatura: 3·108 k. Densidad: ¡una décima parte la del agua!
El Universo es (sigue siendo) opaco.
t = 60 min. T tan baja que la nucleosíntesis primigenia se detiene.
t = 300.000 años. Temperatura: 6000 k, como la superficie del Sol.Lo bastante baja para que los núcleos comiencen las primerascapturas de electrones libres. Pero se descomponen en seguida.
t = 800.000 años. Temperatura: 4000 k. En ese instante, la energía estárepartida a partes iguales entre materia y radiación.Los átomos pueden ser estables. REcombinación.
Desacoplo de la radiación EM.El Universo se vuelve transparente
SONIDO DE FONDO
¿A dónde fueron los fotones?
1948, Alpher y Herman: Predicción de un fondo de fotones a ~5 k
(microondas)
Fotones en principio en equilibriotérmico CUERPO NEGRO
Su existencia o inexistenciainclinaría la balanza haciaHoyle o hacia Gamow.
SONIDO DE FONDO II
Penzias y Wilsonen el Cuerno de Holmden
1964, Penzias y Wilson detectan un ruidoen la antena, de unos 3 k, que no pueden eliminar (ni con rasqueta).
Van a la U. de Princeton a consultar. Pero...
Dicke y Peebles, de laUniversidad de Princeton
Desconociendo el trabajo de Gamowen los 40, llegan independientementea las mismas conclusiones:
Debería existir rad. de cuerpo negro < 10kintentan buscarlo
SONIDO DE FONDO III
“...se nos han adelantado”
Penzias y Wilson habían detectado la radiación residual del Big Bang.
Dicke y Peebles tenían la explicación teórica.
Publican juntos sus resultados en Astrophysical Journal.
Gamow entra en cólera.
Datos experimentales del fondo cósmico de microondas.
Espectro de cuerpo negro PERFECTO a ~2.75 k Isótropo, homogéneo y uniforme. ¡Y sale por la tele!
EL BIG BANG, UNA REALIDAD
Los tres pilares del Big Bang:
Expansión del Universo, detectada por Hubble.
Predicción exacta de las abundancias de H y He
Predicción exacta de la radiación cósmica de fondo.
...y si encima fuera plano...
Gamow y su equipo en los 40 fueron los primeros que estudiaron el Big Bang desde un prisma científico e hicieron predicciones que fueron confirmadas.
El equipo de Dicke, dos décadas después, llegó a las mismas conclusiones de forma independiente, se las creyeron e hicieron un intento para medir la radiación de fondo que predecían.
Penzias y Wilson, tratando de eliminar el ruido de su antena, descubrieron una señal de fondo que no conseguían explicar.
Los ganadores del Premio Nobel en 1978 fueron ...
El premio Nobel premió el modelo del Big Bang:
EN EL FONDO
El fondo cósmico de microondas proporciona
gran cantidad de información:
Universo primigenio efectivamente en eq. térmico
Universo a gran escala muy uniforme e isótropo
La expansión también es uniforme
El Universo no gira
Sin embargo la uniformidad no es absoluta:
Existían minúsculas anisotropías (fluctuaciones)
Semillas galácticas.¿Han dejado su huella?
El COBE
El Cosmica Background Explorer fue lanzado en 1989 para responder esta pregunta.
2 años de integración de datos (SNR)
RESULTADOS DEL COBE
¡¡ Variación de T máxima de sólo 0.01 % !!
UN UNIVERSO SONORO
Antes del desacoplo (densidad: 107 átomos/litro), Universo opaco
En el mapa de COBE aparecen contribuciones multipolares:
L=0, L=1, L=2 L=3 ... L=25
Polos separados 180º L
Doppler
L = 25 es la resolución angular del COBE (7.2º)
Sonido, método más eficaz de transmisión de información.
(como hoy día en el Sol)
Había una nota preponderando en la música de la Creación.
¿Ha dejado su huella?
LA FORMA DEL UNIVERSO
Esa nota creó un pico sónico Una fluctuación predominante.
densidad velocidad del sonido
edad horizonte sónico
Para entre 0.25 y 4 Lpico = 400 y 100 (resp.)
distancias angulares = 0.45º y 1.8º
No observables por COBE
Balloon Observations Of Milimetric Extragalactic Radiation and Geomagnetics
BOOMERANG (diciembre 1998)
Res. angular ~ 0.16º
Estudiado 1% del cielo
RESULTADOS DEL BOOMERANG
Publicados en abril del 2000
Lpico = 200 Pero:
¡¡PLANO!!
¿ENTROPÍA MENGUANTE?
Tras el desacoplo de la radiación EM (t = 800000 años) Universo cada vez más tenue.
Fluctuaciones zonas de diferente densidad (anisotropías). Primeros huecos.
La gravedad funciona como el capitalismo.
Se crean estructuras.
Paso de un sistema uniforme a uno grumoso
¿Invierte la gravitación la marcha de la entropía?
NO: La segunda ley es estadística.
Se tiende al estado más probable.
AGREGADOS DE MATERIA
JUGAR A DIOS
Es fácil comprobar cómo las fuerzas atractivas crean estructuras a partir de la uniformidad.
Necesitamos:
- materia primigénea, densa y uniforme llenando el Universo
- atracción entre la materia, equivalente a la gravitatoria (pegajosidad)
- Espacio (un universo) en expansión
MIEL
FUERZAS DEVAN DER WAALS
DEDOS ÍNDICEY PULGAR
Y gritar: “Hágase el Big Bang”
UN UNIVERSO DESHILACHADO
El Universo es grumoso... ¡y jerárquico!
Diferentes niveles de organización ~ pseudofractal
1er nivel: Estrellas y planetas
2o nivel:Galaxias
3er nivel:Cúmulos de galaxias
4º nivel:Cúmulosde cúmulos
¿5º nivel?
UN UNIVERSO DESHILACHADO II
No hay cúmulos de supercúmulos
La materia se distribuye en filamentos con enormes huecos vacíos (25 Mpc)
Es la última estructura a gran escala
A mayor tamaño, el Universo es uniforme
EL SECRETO ESTÁ EN LA MASA
Miel: simulación pastelera del Universo
- expansión en una sola dimensión
- fuerza de Van der Waals no disminuye con r2
¡Aún así,cualitativamentebuena!
Para hacer ciencia, hemos de salir de la cocina.
Simulación por ordenador del Universo
a) Hacen que el espacio se expanda según modelos FLRW
b) Calcula la fuerza de atracción gravitatoria que cada partícula sufre,
debido a la presencia de las demás partículas
c) Computa las nuevas posiciones que tendrán las partículas.
d) Y vuelta a empezar.
Resultados cualitativos: OK, filamentos y estructuras grumosas.
Pero, si sólo se cuenta la masa observada, cuantitativamente van mal...
MATERIA OSCURA
Teorema del Virial (sistemas gravitatorios ligados en equilibrio):
Efecto Doppler Estimación de Ec
Observación Estimación de EpZwick
No cuadra!!Ep <<< Ec
¿Cúmulos no son sistemas ligados? ¿o hay más masa de la que se ve?
Giro de las estrellas en las galaxias: Keppler (brazos) + tma. de Gauss (bulbo).
¡Giran más rápido! ¡más masa!
Guinda: la Inflación predice que real = c= 3H2/8~ 5.5 átomos/m3
¡99 veces más que laobservada!
MATERIAS EXÓTICAS
Existe mucha más masa de la que se ve (visible ~ 1%).
Pero... no puede ser materia bariónica (protones, neutrones).
Los modelos actuales de nucleosíntesis requieren quela materia bariónica sea un 4 % de la densidad crítica.
El resto de la materia oscura debe ser otra cosa.
Candidatos:
- Neutrinos (HDM)
[ventaja: existen ]
- WIMP’s (CDM)
Simulación (a) CDM, (b) HDMfrente a realidad (c)
CDM: Jerarquía down-up !HDM: Jerarquía up-down
Si hacemos números: los neutrinossólo pueden contribuir como muchoen un 20% del total.
EL UNIVERSO EN EL ORDENADOR
Las últimas simulaciones (modelos mixtos) nos permiten comprender con todo detalle las fases de evolución del Universo.
El Universo jóven, formado por filamentos de materia conectados en nodos.
Simulación.t = 2000 millones
de años
Estrellas
protogalaxias
galaxias
cúmulos
Migración hacialos nodos.
Primerageneración deestrellas:~ 500 millones de años.
UN AGUJERO EN EL MEDIO
Las maravillas de la velocidad de escape:
Un agujero negro tiene una ve > 299.792.458 m/s
depende de la masa y del radio
Para hacer de la Tierra un agujero negro, hemos de comprimirlohasta un radio de 1 cm.
Primeras galaxias formadas ~1000 millones de años tras el Big Bang por fusión de protogalaxias.
¡Cuando miramos con el Hubble más “hacia el pasado”, vemos cada vez galaxias más pequeñas e irregulares!
Conforme las protogalaxias se fusionaban y colisionaban, se acumulaba en su centro gran cantidad de materia Se crea un super
agujero negro central
CUASARES
Descubiertos en 1950: quasi-stellar radio source. ¡Puntuales!
1963. Schmidt detecta su fortísimo corrimiento hacia el rojo. ¡Muy lejos! más de 100.000.000 años luz.
Encontramos la máxima concentración a 12.000.000.000 años luz.
Etapa joven de las galaxias. Emiten gran cantidad de radiación (miles de veces lo que una galaxia estándar).
Su emisión se va atenuando conforme envejece. Fases intermedias: galaxias Seyfert y radiogalaxias.
¿Pero por qué? Agujero negro central
Acreción de materia galáctico debido a
órbitas excéntricas.
Pruebas: Sgr A*
GALAXIAS
Clasificación debida a Edwin Hubble (1925)
Elípticas (tipo E)
Espirales (tipo S)
IrregularesLenticulares (híbridas)
EL NACIMIENTO DE LAS ESTRELLAS
Materia interestelar: gas (H y He) y polvo. T ~ 10 k. ~ 1000 partículas/cm3
Metaestable.
Si pasa un umbral de densidad, la masa gaseosa colapsa hacia su c.m.
Tamaño típico ~ 10000 masas solares.
Fragmentación “fractal” de la nube de gas al colapsar. Fragmentos finales de unas 2 masas solares.
De acuerdo con las simulaciones y la observación: las estrellas nacen de partos múltiples.
EL NACIMIENTO DE LAS ESTRELLAS II
Tras la fragmentación, el fragmento es 600 másgrande que el Sistema Solar.
