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El último grito cósmico
Entrada actualizada con los datos de PLANCK
Viene de
Viendo fluctuaciones cuánticas e
Imagen del principio del universo
En la
entra anterior veíamos la simplicidad del universo cuando tenía 380,000 años, consistente básicamente en un plasma uniforme de protones, electrones y fotones. En realidad también había otros componentes en menor proporción como núcleos de helio, neutrinos y pequeñas trazas de litio, pero que no influirían apreciablemente en los procesos que hemos estado comentado. Sin embargo, hemos obviado el componente mayoritario del universo en ese momento:
la materia oscura.
La materia oscura no interacciona desde el punto de vista electromagnético con la materia ordinaria, por lo que hasta ahora la hemos ignorado. Pero sí que tiene una influencia gravitatoria fundamental. Las fluctuaciones cuánticas amplificadas por el proceso de inflación dieron lugar a concentraciones y rarefacciones de la materia oscura que se manifiestan respectivamente como colinas y valles gravitatorios que atraen a la materia ordinaria y a los fotones. Podemos hacernos una idea del proceso con un modelo de masas unidas a muelles que deslizan por la superficie de una serie de colinas y valles, tal y como se ve en la figura a continuación.
Las masas representan a los protones y los muelles a la presión ejercida por los fotones sobre estos. En los valles, a medida que la gravedad aumenta la concentración de protones aumentan a su vez las interacciones con los fotones que crean más presión, dispersando de nuevo los protones hasta ir perdiendo presión y repitiéndose el ciclo. Tienen ahí el origen de una onda de sonido que no son más que oscilaciones de compresión y rarefacción en un fluido.
Cuando un gas se comprime se calienta y cuando se expande se enfría. Esas diferencias de temperaturas son las que han quedado impresas en el Fondo Cósmico de Microondas.
Pero esas colinas y valles de dan a todas las escalas, con velocidades de oscilación proporcionalmente mayores para las escalas más pequeñas
Tiene ahí ¡la escala musical de la creación!, aunque no tomen la frase demasiado en serio. Ni la escala genera música --más bien ruido--, ni habían ¡nadie tocando el instrumento!.
En primer lugar tenemos el armónico principal. En este caso, las ondas de mayor longitud son aquellas que tuvieron tiempo de oscilar sólo una vez. Igual que ocurre con el sonido normal, cuya velocidad está marcada por la velocidad del movimiento de las moléculas de aire, en el caso de las ondas de sonido del plasma primordial, la velocidad característica es la de los fotones de luz. Por tanto el sonido moviéndose a una fracción de la velocidad de la luz sólo pudo atravesar la distancia equivalente a un viaje de la perturbación igual al tiempo de expansión del universo hasta entonces. En otras palabras, el armónico principal tenía el tamaño característico del universo observable de la época. Eso corresponde aproximadamente a una separación de 1º en el cielo. Es decir, dos puntos del cielo separados hoy en día una distancia angular de 1º nos dan las dimensiones características del universo observable de aquella época.
Bien, ahora cerramos el círculo de estas tres entradas volviendo a la imagen del espectro de variaciones de la temperatura
Vemos el primer pico que corresponde al armónico principal. Las variaciones de temperatura del Fondo Cósmico de Microondas están dominadas por la contribución de escalas de 1º aproximadamente. Ahora entendemos de manera general por qué. Estamos viendo sonido impreso en las variaciones de temperatura. El último grito cósmico.
¿Preparados para oír el sonido equivalente?. No esperen desde luego a Hans Zimmer. Y recuerden que sus oidos tendrían que medir algo así como algunos millones de años luz para para poder escucharlo --aunque ese sería el menor de los problemas en un universo a 3000 grados donde no existen átomos--
Sonido manteniendo todo el ancho de banda de cada armónico [wav 0.5Mb].
Sonido representando cada modo como una frecuencia única [wav 0.43Mb].
Referencias
La noticia de los resultados de MAP puede leerse en la nota de prensa de la NASA, Science Daily, New Scientist, The New York Times, BBC y El País.
Para profundizar sobre el Fondo Cosmico de Microondas podemos leer Tutorial de Cosmología en español, Tutorial de Ned Wright, Tutorial de Wayne Hu
Big Bang Acoustics: Movie and Sound Files
2008-03-13 18:21 | Astronomia, Fisica |
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Comentarios
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1
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| De: Anónimo |
Fecha: 2008-03-20 02:59 |
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si pued ser muy sierto esto la cuestion es que si tiene metodo cientifico
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2
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| De: angelo |
Fecha: 2008-12-25 21:17 |
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Pregunta de un ignorante:
si aceptamos el big bang y el universo no se expande a velocidad
superior a la de la luz, los fotones y demás no deberian de abernos superado hace tiempo ?
¿Como podemos afirmar estar viendo
el pasado a la distancia?¿ y todo
lo que lo que se aleja del centro
por el extremo opuesto al nuestro?
¿o lo que se aleja de nuestro lado
con ángulo diferente?¿como percibimos todo esto?¿el valor de
distancia y tiempo sigue siendo el mismo?¿Y si,por el contrario,el
universo fuera un sistema en rotación y no en expanción,¿no explicaria la diferencia de velocidad de lo más externo y más
interno la deriva al rojo?...Tengo
más dudas sobre materia oscura,luz
y otros.
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3
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| De: JOSE |
Fecha: 2018-07-24 17:59 |
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Cuando en la evaluación del inicio del universo e inicio de la inflación se representan submúltiplos del segundo como referencias.
Pregunto con que elemento como reloj lo miden y donde esta colocado?
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4
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| De: Pedro J. |
Fecha: 2018-07-30 14:48 |
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Hola JOSE,
Haces básicamente lo mismo que con una onda en una cuerda de guitarra. Si haces una foto puedes medir la longitud de onda entre dos máximos. Los armónicos son submúltiplos de esa longitud de onda. No sé si eso responde a tu pregunta.
En un artículo de Naukas lo explicaba de manera algo más detallada.
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