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LOS SECRETOS ESCONDIDOS EN LA RADIACIÓN CÓSMICA DE FONDO

Juan Carlos Muñoz CuartasIF-UdeA

Febrero 2016

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Lo que veremos...

✔ Resumen del escenario cosmológico: De que está hecho el Universo?

✔ La novela del CMBEl descubrimiento

✔ Origen del CMB✔ Propiedades✔ Anisotropías CMB y la formación de las estructuras,

las galaxias y usted!

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De que está hecho el universo?

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Energía Oscura

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La energía oscura solo se ve en las grandes estructuras

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Materia oscura?

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Materia barionica!

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Sin materia oscura no habría galaxias, pocas estrellas, pocos planetas y probablemente pocas vacas....!

La formación de las galaxias

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MOVE

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George Gamow (1946)

El Universo temprano debió haber estado en unas condiciones extrañas: Denso y caliente

El Universo temprano podía funcionar El Universo temprano podía funcionar como un reactor de fusióncomo un reactor de fusión

Fred Hoyle: Ni por el berraco! El universo debe ser estacionario (no estático),

y debe haber estado ahí desde siempre!!

Ese tal “Big Bang” no existe!

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El Universo era caliente, pero la expansión lo enfríaSe puede predecir la temperatura del Universo! (~5K en los 50's)

Solo la observación podría verificar el Big Bang

Que observaron?: Un ruido permanente y persistente en el equipo

Que será?

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El Universo era caliente, pero la expansión lo enfríaSe puede predecir la temperatura del Universo! (~5K en los 50's)

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(Radiación Térmica)

Cualquier cuerpo que esté por encima del cero absoluto de temperatura puede emitir radiación térmica

Planck 1905!

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El Universo era caliente, pero la expansión lo enfríaSe puede predecir la temperatura del Universo!

1964

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1990's

2000's

2013!

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En realidad, así es como se construye el mapa del CMB

MOVE

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Pero, de donde sale la CMB?

Recombinación y desacople

Imposible ver antes que esto!

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Por que Microondas?

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Pero el CMB tiene “acne”!

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De acá es de donde sale la ciencia!

Fluctuaciones en elcampo de temperatura (una millonésima de grado)

Anisotropías: Fluctuaciones primordiales

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Las anisotropías son la foto de las estructuras del Universo temprano!

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Pero... no debería ser homogéneo e isotrópico?

Dipolo del CMB!

El Grupo Local se mueve hacia el Gran Atractor a ~630km/s (relativo al CM)

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Anisotropías: Efecto Sunyaev-Zel'dovich

Un cúmulo de galaxias es...

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Pero el cúmulo es mas que sólo galaxias... gas caliente, muy caliente!

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De donde sale el gas caliente del cúmulo?

26Fotones de CMB pre-calentados por el gas del cúmulo!

El gas caliente del cúmulo “calienta” los fotones de la CMB

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(Efecto Compton Inverso)

Un fotón “colisiona” con electrón de alta energía, “quitándole” energía al electrón

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Entre mas masivo el halo, mas intensa la pertrbación en el CMB

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MOVE

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Para que se puede usar el ESZ? Encuentre el cúmulo de galaxias!

Es muy difícil encontrar estructuras como cúmulos en los datos de los surveys… y solo es posible en el vecindario...

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El colapso de los halos de materia oscura depende de que tanta energía oscura hay!

La abundancia de cúmulos es una medida indirecta de DE.

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Anisotropías: Efecto Sachs-Wolfe

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Dt n

Al azul Al rojol

(Corrimiento gravitacional)

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Efecto Sachs-Wolfe

Si el halo no es estacionario hay un cambio neto en la energía del fotón

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Anisotropías: Efecto Sachs-Wolfe

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Como lo hacemos?

Con observaciones y con simulaciones….!

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Como se hace?

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Un halo en un universo plano y sin expansión

Nada!

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Nada!

Un halo evolucionando en un universo FRW y en expansión

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Y este cambio “miserable” es SW!

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Energía oscura?

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Para Concluir...

● Hemos visto entonces de que está hecho el Universo.● Vimos como la Radiación Cósmica de Fondo (CMB)

permea todo● Como esta resulta ser lo mas lejano que podemos ver

en el Universo (en tiempo y espacio)● Esta no es isotrópica… tiene defectos que pueden ser

usados para entender la estructura del universo como tal.

● Y la influencia que tiene en el estudio del origen y la estructura del Universo!