cuerdas y cosmologÍa

CUERDAS CUERDAS Y Y

COSMOLOGÍACOSMOLOGÍA

F. Quevedo, CambridgeGuatemala, Converciencia 2006

Física en 4DFísica en 4D

Siglo XXSiglo XX

Modelo Estándar de PartículasModelo Estándar de Partículas

Modelo Estándar de CosmologíaModelo Estándar de Cosmología

3+1 Dimensiones3+1 Dimensiones

3+1 Interacciones3+1 Interacciones

3+1 Familias3+1 Familias

Modelo Big-Bang (FRW) +Modelo Big-Bang (FRW) +

Modelo Estándar de PE +Modelo Estándar de PE +

TermodinámicaTermodinámica

El Modelo EstándarEl Modelo Estándar

InflaciInflación Cosmológicaón Cosmológica

Expansión Exponencial ?

FONDO DE MICROONDASFONDO DE MICROONDAS

Grandes EnigmasGrandes Enigmas

Gravedad a escala microscGravedad a escala microscóópicapica

El Big-Bang. Antes del Big-Bang?El Big-Bang. Antes del Big-Bang?

EnergEnergía Obscuraía Obscura

Materia Obscura …..Materia Obscura …..

Origen de la vida, la conciencia, etc.Origen de la vida, la conciencia, etc.

Energía Obscura y Materia Obscura

EVIDENCIA EVIDENCIA EXPERIMENTALEXPERIMENTAL

Ω = ΩΛ + ΩM + ΩK = 1

Ω = ρ/ρc densidad de energίa relativa

K = -1,0,1 universo abierto, plano, cerrado

ΩΛ ~ 0.7, ΩM~ 0.3, Ωk~ 0

El Paisaje de la Teoría El Paisaje de la Teoría de Cuerdasde Cuerdas

TeorTeoría de Cuerdasía de Cuerdas

PartPartículas son cuerdasículas son cuerdas

GravitaciGravitación incluidaón incluida

Unifica todas las partUnifica todas las partículas y ículas y fuerzas (sueño de Einstein)fuerzas (sueño de Einstein)

El Universo es en 10 (11) El Universo es en 10 (11) dimensiones !!!dimensiones !!!

Nuestro universo 10d = 4d+6d Nuestro universo 10d = 4d+6d

(6d muy peque(6d muy pequeñas ?)ñas ?)

Es nuestro Universo una ‘Brana’ ?Es nuestro Universo una ‘Brana’ ?

El Mundo BranaEl Mundo Brana

Dimensiones extra grandes (0.1mm)!Dimensiones extra grandes (0.1mm)!

La Teoría es Única!!La Teoría es Única!!

IIA

IIB

I

Het 2

Het1

11D

M

Pero hay muchas soluciones o vacíosPero hay muchas soluciones o vacíosCada solución un universo diferente!!!Cada solución un universo diferente!!!

HistoriaHistoria

t<1986 Compactificaciones:t<1986 Compactificaciones: Muchos Muchos parámetros libres o moduli (tamaño y forma de parámetros libres o moduli (tamaño y forma de dimensiones extra…).dimensiones extra…).

1995<t<2002 Más moduli! 1995<t<2002 Más moduli! (posiciones de (posiciones de D-branas)D-branas)

t>2002 Flujos fijan moduli !t>2002 Flujos fijan moduli !

Fijando todos los moduli y espacios con gargantas!!!Fijando todos los moduli y espacios con gargantas!!!

KKLT, BKQ, SSKKLT, BKQ, SS

VV

axionaxion volumevolume

Multi-gargantas

Modelos RealistasModelos RealistasCG-MQU, CSUCG-MQU, CSU

Espacio de SolucionesEspacio de Soluciones

Soluciones clásicas

Decaimiento cuántico(efecto túnel)

MultiversoMultiverso

Inflación y CuerdasInflación y Cuerdas

MOTIVACIÓNMOTIVACIÓN

Inflación: mucho éxito experimental pero Inflación: mucho éxito experimental pero solamente escenario en busca de una solamente escenario en busca de una teoríateoría

Cuerdas: teoría fundamental pero le falta Cuerdas: teoría fundamental pero le falta demostraciones experimentales.demostraciones experimentales.

¿Será posible `derivar ’ inflación a partir de ¿Será posible `derivar ’ inflación a partir de la teoría de cuerdas?la teoría de cuerdas?

Causa de Inflación Causa de Inflación

D3 BraneD3 Brane

φφ

φφ inflatón inflatón

Inflación Brana-AntibranaInflación Brana-Antibrana(cuerdas abiertas)(cuerdas abiertas)

El Big-Bang?El Big-Bang?

Colisión de Branas ( Inflación o Universo cíclico?)

VV

YYtachyontachyon

Tachyon complex topological defects Tachyon complex topological defects D (p-2) branes cosmic strings !D (p-2) branes cosmic strings !

End of inflation: Open string tachyonEnd of inflation: Open string tachyonBMNQRZBMNQRZ

ST, JST, CMPST, JST, CMP

S, BMNQRZS, BMNQRZ

FQ hepth/0210292FQ hepth/0210292

Inflación de Cuerdas CerradasInflación de Cuerdas Cerradas

inflación eterna!inflación eterna!

““Slow roll” si 1/1000 ajuste, Slow roll” si 1/1000 ajuste,

NN~60, ~60, δδHH~10~10-5 -5

nnss ~ 0.95~ 0.95

Inflación

No ajustes!!

0.960<ns<0.967

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

Tiempos interesantes!!!Tiempos interesantes!!!

Primeros modelos concretos de inflaciónPrimeros modelos concretos de inflación

Principos simples, soluciones complicadasPrincipos simples, soluciones complicadas

(normal en ciencia!)(normal en ciencia!)

Muchas preguntas abiertasMuchas preguntas abiertas

Posible comparar modelos experimentalmente!Posible comparar modelos experimentalmente!

(cuerdas cósmicas, ondas gravitacionales, etc)(cuerdas cósmicas, ondas gravitacionales, etc)