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7/25/2019 BloqueIV-clase2

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IV. Formacin y evolucin degalaxias

2. Semillas de las galaxias


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http://astro.uchica

go.edu/cosmus/projects/sloanga

laxies/

Galaxias


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1) Galaxias: sistemas ligados gravitacionalmente dondenacen, viven y mueren las estrellas interactuando con elmedio interestelar, campos magnticos y radiacin.

Es el escenario donde se desarrolla gran parte del drama csmico:desde nubes de gas hasta planetas con vida y vida con conciencia.


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2) Galaxias: unidades estructurales del Universo enexpansin. Su gnetica tiene que ver con la historia del Universo


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Principio cosmolgico:a grandes escalas o muyen el pasado, el Universo es homogneo eistropo (uniforme). Su dinmica se describe conla Teora de Relatividad General con una mtrica

uniforme.

Desviaciones de la uniformidad:1) tienen quehaber sido muy tenues. 2) son el origen

de las galaxias y estructuras de gran escala!(algo de observaciones...)

Cosmologa


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Radiacin csmica de fondoSe detecta en longitudes de onda milimtricas (TV, FM) y proviene de

todo el cielo con una misma temperatura.

Se origin en la poca en que no haba ni tomos y el Universo eracaliente an: es el fsil ms antiguo del Universo.

Es muy uniforme: prueba del Principio Cosmolgico

T=2.73 K

Pero... con detectores muy sensibles se descubri que tiene fluctua-ciones muy tenues: cienmilsimas ms o menos que la temperaturapromedio:ah est nuestro origen.

!T=0.00005 K


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Paradigma gravitacionalLas tenues perturbaciones en densidad se hacen msdensas con el tiempo por la accin de su gravedad


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Semillas de las estructuras csmicas actuales: gentica

Universo caliente y homogneo

Universo fro y grumoso


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distancia

tiempo

mximo

colapso

las distancias crecen con laexpansin promedio del Universo

una regin ligeramente msdensa se expande cada vez mslento, llega a un mximo y su

gravedad la hace colapsar

2) Rgimen no lineal:laperturbacin se rige por supropia gravedad, colapsa yforma un objetoautogravitante enequilibrio

Evolucin de una perturbacin en densidad

1) Rgimen lineal:es tan tenue quese expande casiigual que elUniverso

Cmo se originanlas semillas

(perturbaciones)?

ag= -

GM/r2


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Se propone que inicialmente no haba ni partculasni radiacin: era el estado de mnima energa.

Vaco cuntico:partculas y campos virtuales, aparecey desaparecen segn el principio de incertidumbre sinviolar la conservacin de energa

Origen de las semillas

En un intervalo detiempo hay un cuanto

de energa que nopuede ser cero

No es la nada


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Fluctuaciones del vaco cuntico

Ebullir de cuantos de energaque aparecen y desaparecenn

como burbujas

El vaco cuntico esrepulsivo


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Inflacin: expansin brutal del espacio por la transicinde fase del vaco cuntico --> las fluctuacionescunticas se desconectan causalmente y se amplifican


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Las fluctuaciones cunticas se convierten encorrugaciones macroscpicas del espacio-tiempocausalmente desconectadas


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Al pasar el

tiempo, lascorrugaciones

del espacio-

tiempo se

conectan y seconvierten en

perturbaciones a

la densidad:semillas de las

galaxias

Unidad del micro y macrocosmos

El paradigma actual de formacin de estructuras


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p g

cada regin del espacio infinito seexpande descomunalmente en la inflacin

por la repulsin del vaco cuntico

las fluctuaciones del vaco son las semillasde las estructuras csmicas

10-33

s



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p g

primeros segundos y aos:

sopa caliente de partculaselementales y radiacin

la radiacin se separa de la

materia ordinaria y desdeentonces se propaga

la radiacin csmica de fondo es

el fsil ms antiguo que sepuede observar (tiene impreso elcdigo gentico de la estructura actual del

Universo)

Rgimen lineal: siguiente clase

Tex



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p g


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Cmo evolucionan las perturbaciones enel rgimen lineal y depende esto de qu

estn hechas?

Hay procesos en el Universo caliente

que puede planchar a lasperturbaciones?

Se pueden predecir las fluctuacionesque se observan en la radiacin csmicade fondo?

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