Cosmología.



Universidad Nacional Autónoma de México

Colegio de Ciencias y Humanidades Plantel Sur


Cosmología


Integrantes:
Miguel Lucario Alejandra
Sánchez Baylon Mayra
Valero Martínez Ian Ricardo
Zavaleta González Tania Soledad

Grupo 409 A

Física II

Profesor Manuel Agustín García López

09 de abril de 2013

Antecedentes históricos.

Cosmología: Parte de laastronomía que estudia las leyes generales, el origen y la evolución del universo.

La historia de la cosmología moderna arranca a principios del siglo XX. Por aquella época se debatía sobre la posibilidad de que nuestra Galaxia, la Vía Láctea, contuviera todas las estrellas presentes en el Universo y que, fuera de ella, tan sólo hubiera un gran vacío cósmico (el Gran Debate). Hacia los años 30, elastrónomo americano Edwin Hubble sentó las bases empíricas de la cosmología actual al descubrir que algunas nebulosas, como Andrómeda, no eran nubes de gas situadas entre las estrellas, sino otros sistemas estelares parecidos a la Vía Láctea, externos a la misma. Al intentar determinar la distancia a esos objetos, que pasaron a llamarse galaxias, Hubble realizó al poco tiempo otro notabledescubrimiento: el espectro de la luz procedente de las galaxias estaba tanto más corrido hacia el rojo cuanto menor era su luminosidad aparente (Ley de Hubble). Interpretando dicho corrimiento al rojo como debido al efecto Doppler, eso indicaba que las galaxias se alejaban de la Vía Láctea a una velocidad proporcional a su distancia.


Para determinar la posible evolución del Universo se requería pues unateoría gravitatoria. Por desgracia la teoría de la Gravitación Universal de Newton era insuficiente, pero pocos años antes Albert Einstein había desarrollado una nueva teoría, la Relatividad General (RG) que sí permitía ese estudio.

El primer modelo cosmológico desarrollado por Einstein antes de que Hubble descubriera las galaxias y su movimiento de recesión, suponía que el Universo eraestático. Para que esto fuera posible Einstein había tenido que incluir la llamada constante cosmológica en sus ecuaciones de la RG a fin de que hubiera una fuerza repulsiva de origen geométrico capaz de compensar la atracción debida al contenido en masa y energía del Universo. Cuando más tarde quedó claro que el universo no era estático, Einstein se apresuró a borrar la famosa constante cosmológica detodas sus ecuaciones sin sospechar que con el tiempo volvería a ser necesaria.

El modelo cosmológico preferido por aquel tiempo era otro, el llamado modelo estacionario propuesto por el astrónomo británico Fred Hoyle y colaboradores, según el cual el universo se expandía conforme a la Ley de Hubble pero nada cambiaba debido a que la disminución en la densidad cósmica debida a dicha expansión eracompensada por una creación continua de materia. Pero no todos los científicos ignoraban el modelo de Friedman-Lemaître, conocido con el irónico nombre de modelo del Big Bang (la Gran Explosión) debido a Hoyle. Así, el físico nuclear ruso-americano George Gamow lo utilizó, allá por los años 50, para explorar la idea de que los distintos isótopos presentes hoy día en el Universo se hubieran formadoen la fase de alta densidad que, según ese modelo, habría tenido lugar en los albores del Universo. Según los cálculos de Gamow y colaboradores, tan sólo los isótopos más ligeros podían haberse formado de esa guisa. De esos cálculos también se desprendía que, de ser ése el origen de los elementos ligeros, hoy día debería existir una radiación cósmica de fondo, reliquia del Universo primitivo, aunos pocos grados Kelvin que llenaría todo el universo por igual. Dificultades técnicas del momento impedían comprobar esa predicción.

A principios de los años 60, un grupo de físicos teóricos y astrofísicos de la Universidad de Princeton, viendo que ya era factible detectar la radiación de fondo predicha por Gamow, se pusieron manos a la obra. Pero justo cuando se aprestaban a hacerlo, dos...