EnDiAs

Rafael Girola

Marta Santos

Hipolito Falcoz

Una mirada a las escenas de cambios paradigmáticos en la Astronomía.Rafael Girola (EnDiAs, Planetario Galileo Galilei), Marta Santos (EnDiAs, Centro cultural de la Universidad Gral Sarmiento), Hipólito Falcoz (EnDiAs, Observatorio San Miguel)

 

En este trabajo la problemática que presentaremos es sobre la forma que se han dado las soluciones en los conflictos de modelos en

la historia de la Astronomía. En especial nos detendremos en tres de ellos desde un aspecto histórico epistemológico de cómo se fue

desarrollando la escena hacia una salida eficaz al problema. Las confrontaciones elegidas son: a) Modelo geocéntrico y heliocéntrico

. b) El origen del debate del año 1920: Curtís y Shapley. c) El corrimiento hacia el rojo de las galaxias y la constante cosmologica.

El objetivo es estudiar que variables en la escena de los modelos hoy en día también están presentes en situaciones de confrontacion

como el tema de la materia oscura y si las leyes de Newton no son correctas a gran escala. Por lo que el trabajo apuntara a dejar

abierto el estudio” antropológico de las situaciones confrontables en la Astronomía”.

Una mirada hacia los cambios paradigmaticos en Astronomia

a) Ptolomeo, Copernico y Tycho Brahe

b) Kant y Laplace: Universos islas versus sistemas de formacion planetaria c) Debate de Curtis y Shapley: Megagalaxia o pluralidad de galaxias?

d) La Ley de Hubble y la constante cosmologica: Dilema de Einstein.

e) Teoria Mond y materia oscura: Dilema de rotacion de las galaxias espirales

Modelos…?

La combinacion: Tycho BraheEl despertar de la gravedad: Newton

El sistema de Aristoteles.

La geometria de Ptolomeo

Modelo Newton-Kepler: Solucion de los movimientos retrogrados de los planetas

Grietas en las observaciones de Mercurio….

.

Kant Laplace

Universos islas

Hipotesis nebular

Dentro o fuera de la Via Lactea..?

Shapley sostiene que la V.L contiene diemensiones muy grandes y el Sol,ocupa un lugar lejos

centro.Las nebulosas espirales son de tamano reducido y no son universos islas.

Curtis sostiene que las nebulosas espirales son galaxias, donde la V. L. es de tamanio reducido y con el Sol muy cerca del centro.

Curtis Shapley

Descubrimiento de las Cefeidas

Las cefeidas se reconocen por su rápida variación de brillo

Se pueden ver a grandes distancias (varios millones de persecs

Relación directa entre el período y la luminosidad

CEFEIDAS

Miss Leavitt y las cefeidas

En 1912 descubre la relación período – luminosidad a partir de

25 cefeidas de la pequeña Nube de Magallanes

SOLUCION1912 Enrietta Leavitt determinó la relación brillo – período

1923 Edwin Hubble fotografió ANDROMEDA y descubre estrellas pulsantes, Cefeidas

1924 Hubble aplica esta relación a las cefeidas y determina su distancia. Hoy, 2.2 millones de años luz

Revolución del siglo XXCOSMOLOGÍA

1929 Edwin Hubble Desplazamiento al rojo respecto de la distancia

Expansión del

Universo

Expansión del Espacio

Hubble y las galaxias

Secuencia

Secuencia de Hubble

La diversidad galactica

Expansion del universo.

Expansión del Universo

La luz de los objetos lejanos está desplazada hacia el rojo (espectroscopia)

Este desplazamiento es isótropo cuanto más alejados están los objetos

El entretejido observacional teórico de la Expansión del Universo

Observacional

Ley entre el desplazamiento espectral y la distancia de las galaxias

Teórica

Cosmología teórica

Relatividad Especial 1905

Relatividad General 1915

Einstein “LA GRAN EQUIVOCACIÓN”

La constante Cosmológica

Preludio deLa Relatividad

MODELOS DE UNIVERSO

ALEXANDER FRIEDMAN

GEORGES LEMAÎTRE

¿Qué es la cosmología?

Estudio del Universo en su conjunto, de su estructura a gran escala y de su formación y su evolución.

ESTUDIO GLOBAL DE LAS CARACTERÍSTICAS DEL UNIVERSO

BASE DE LA COSMOLOGÍA MODERNA

El universo está en expansión en el sentido que la distancia entre las galaxias aumenta con el tiempo

EL UNIVERSO ERA MÁS DENSO EN EL PASADO QUE AHORA

Hechos observacionales

Leyes de la física

La expansión

cosmologíaAproximación específica

Un método científico

Una aproximación parcial

Se supone que

El Universo es Inteligible (Teorema de Gödel

Las leyes de la física son invariantes en el espacio y en el tiempo

El universo es uniforme e isótropo a gran escala

H0 = 71 k/seg/mpc 5%

(WMAF Febrero 2003)

La ley de Hubble es ahora válida para redshifts entre 2 a 3

EL UNIVERSO ESTÁ EN EXPANSIÓN

Dilema de Hubble:

Desplazamiento al rojo de 0 , 1

1920 Descubrimiento de Galaxias con

Z = 0,1 →v > 30.000 k/s

Interpretacion del alejamiento de las galaxias. Ley de Hubble y la Exp. Del

Universo

GEORGE LEMAÎTRE: 1927 “Es el espacio que se dilata conteniendo a las galaxias en un movimiento de fuga aparente”

La Expansión del Universo significa expansión del Espacio y no engloba al movimiento de los objetos en este espacio

HUBBLE: Proporcionalidad directa velocidad de alejamiento y distancia constante

George Lemaître

Alexander Friedmann

“Cte. De H”depende del tiempo.

“Taza de expansión”

¿COMO RESOLVERLO?

Ley de Hubble Lemaître

Medir:

A)Corrimiento hacia el rojo de las galaxias

B)Las distancias de las galaxias

GALAXIAS QUASARES

INMOVILES CON RESPECTO AL CUADRO QUE CONSTITUYE EL UNIVERSO

NO ES RÍGIDO

NO ES ESTÁTICOEXPANSIÓN

COSMOLOGÍA GEOMÉTRICA

COSMOLOGÍA MODERNA

COSMOLOGÍA FÍSICA

COSMOLOGÍA OBSERVACIONAL

COSMOLOGÍA OBSERVACIONAL

Ensamblaje entre teoría y observación

Reencuentro entre la Cosmología observacional y la Cosmología geométrica

HubbleLemaître

Friedmann

Einstein

Relatividad Restringida

Relatividad General

Mecánica Cuántica

Muchas

teorías

Dos postulados

Las leyes de la física son invariantes

La velocidad de la luz c es constante

Se reencuentra la mecánica clásica para v<<c

1912 Marcel Grossmann

Gravitación R. Especial

La descripción de Hubble tiene su sentido en una descripción relativista

RELATIVIDAD GENERAL

Se generaliza los sistemas de referencia acelerados con el principio de equivalencia

Masa gravitatoria = Masa Inercial

gravitación = Aceleración

Geometría no euclideas

Respuesta para Newton

Geometría de Riemann

El Espacio Tiempo tiene una curvatura local en presencia de masa

Se reencuentra la relatividad especial para masa débiles

¿Qué métrica responde a la observación de Hubble?

RELATIVIDAD GENERAL

Identificación entre gravitación y geometría

Espacio tiempo 4 dimensiones provisto de una métrica no euclidea

El desfasaje entre observación y teoría. La constante cosmológica.

La interpretación de Hubble y los modelos cosmológicos

Soluciones de las ecuaciones de Einstein

Hipótesis MRWFL

Uniformidad de las leyes de la física

Principio Cosmológico. Universo uniforme e isótropo

Relatividad General

Materia Uniforme

Todas las métricas posibles del espacio tiempo están en una forma común

ds2 = c2dt2 – a2 dr2 + r2 dθ2 + sen2θdØ2

1-kr2

dσ2

Argumentación de Lemaître sobre λ

A)Escala de tiempo de evolución que supera la duración de las eras geológicas

B) Inestabilidad del equilibrio entre la atracción gravitatoria y la repulsión cósmica

C) Constante cosmológica y mecánica cuántica

Volviendo a la Ley de Hubble - Lemaître

Las tres primeras consecuencias importantes de la ley de Hubble

El Universo es dinámico

La linealidad de la ley de Hubble

Densidad crítica ρc = 3H02

8ЛGDensidades Cosmológicas ΩT = ρT

ρC

La necesidad de la materia invisible…

Materia oscura o revision de las leyes de Newton a gran escala?

Materia oscura?T. Mond, o ambos?

MOND: Ley de inercia Ley de gravitacion

F.Zwicky

Conclusión....?? 

Si bien hemos visto como las adversidades de los modelos pudieron encontrar las soluciones mediante la combinación entre la estadística observacional , los modelos y las simulaciones numéricas: Que grado de confianza se tiene en las estructuras estadísticas observacionales en relación a las estructuras físicas que describan por ejemplo la materia oscura a gran escala? Además de acuerdo a cálculos numéricos y aproximaciones muy precias que marcan un grado de confianza en la arquitectura del modelo, como en épocas de Tycho, que a pesar de obtener buenos datos para la elaboración de las leyes de Kepler, las dificultades lleven a generar combinaciones de modelos que parte tengan un grado de validez? Es posible que a pesar de las exactitudes alcanzadas se pueda producir el efecto Tycho Brahe? Es interesante ver como entre sendas orillas, el cosmólogo que investiga las épocas tempranas del universo y el astrofísico que estudia en parte la evolución de las galaxias, la escenografia de los modelos se encuentra en una red dinámica en cuanto a las variaciones que puedan tener los parámetros cosmológicos o la distribución de la relación masa luminosidad de los cúmulos galácticos y por el otro lado la convergencia de los modelos físicos para comprender la evolución de un universo cuantico relativista a un universo de hoy. Por ello vemos como hoy la interrelación del físico y el astrónomo mantiene un carácter renacentista en cuanto a la solución del conflicto que puede plantear una observación de acuerdo al marco teórico de un modelo encontrándose polaridades conectadas entre si. Por ello el riesgo Tycho Brahe. En cuanto a los modelos competitivos hoy que complementan el modelos standard: La teoría Mond es capaz de comprender el universo a gran escala?La teoría Mond sustenta la importancia relativa de la radiación, la materia no relativista y la energía del Vacío?La teoría Mond es capaz de comprometer en su ámbito la necesidad de la materia oscura?La teoría Mond es capaz de jaquear los valores precisos de los parámetros cosmológicos? Hoy en día el balance esta en la existencia de la materia oscura con dos componentes: barionica y no barionica. Pero existe y hay defensores de la teoría Mond. Podrá surgir un modelo Brahiano o las orillas de ambos

modelos están bien diferenciados?

Conlusion…??