La Gran Explosión
Por :Maritza Hernández,
Noel Cuevas y Cielo Martín
Centro Quark Net de Mayagüez, P.R.
17 de junio de 2005
El origen del universo
La Gran Explosión
es una Teoría
Cosmológica
ampliamente
aceptada que
concibe el origen de
la expansión del
universo debido a
una explosión
primitiva.
Sin embargo …
la realidad es que el
inicio no fue
exactamente una
explosión…
Esta Teoría postula que el universo observable se origina
desde un momento de expansión instantánea, hace
aproximadamente 15 billones de años.
Cuatro Eras del Universo
La Era de Inflación
La Era de Radiación
La Era de la Materia
La Era actual
En el principio . . .
La física actual
desconoce lo
que ocurrió en el
tiempo desde el
principio hasta
10-44 segundos.
Este tiempo se
considera la Era
desconocida
Tiempo de Planck
En el inicio las vibraciones correspondían a partículas de
energía. Esa energía era la temperatura de Planck
(1032 grados kelvin).
Todo lo que
existía eran
muchos
campos que
tenían energía
y vibraban.
Temperatura
E= Mp c2
E= energía (J)
Mp = Masa de Planck (Kg)
c= velocidad de la luz (m/s)
de
Planck
T=E/k
T= temperatura (K)
E= energía (J)
k = constante de Boltzman
(1.38066 x 10-23 J/K)
La constante de Boltzman relaciona la temperatura
de un gas con la energía promedio de la partículas
del gas.
Temperatura de Planck
• En los instantes
luego del Big
Bang, el Universo
estaba
extremadamente
caliente y denso.
• La gravedad era
cuántica
• Las fuerzas estaban
unificadas y la
materia no existía.
Por debajo de la Temperatura
de Planck
Hasta ese momento las cuatro fuerzas fundamentales
habían estado unidas. La primera en separarse fue la
gravedad.
Se separa la fuerza de gravedad
Según la Teoría de la Gran Unificación:
Al bajar la temperatura a cerca de 1027 Kelvin
el universo se enfrió y proporcionó las
condiciones para un cambio de fase.
El campo de Higgs asociado a las
interacciones fuertes empezó a transmitir
energía a las partículas y éstas adquirieron
masa.
Entre 10-44 segundos y 10-34 segundos el universo se expandía.
Las interacciones de fuerza fuerte, débil y electromagnética
seguían unidas. Las partículas W y Z no tenían masa.
Comportamiento de las interacciones
de fuerza según se va enfriando el universo
A elevadas energías,
la fuerza fuerte se
debilita.
La electromagnética
y la débil se hacen
más poderosas.
Comienza la Inflación
Lo más importante relacionado al cambio de fase es que
ocurrió una poderosa explosión acelerando la expansión
del universo. Esto ocurrió en algún instante entre el
tiempo 10-43 segundos y 10-12 segundos.
La inflación en el universo
actuó como si fuera una fuerza
antigravitatoria.
La Inflación
Todo se separaba por un
factor entre 1026 y 1080 en tan
sólo 10-36 segundos.
.
Pero, igualmente, durante
todo este tiempo, aparecieron
espontáneamente partículas y
antipartículas virtuales, que
desaparecían al instante al
aniquilarse unas a otras.
Período de Inflación
Y es en ese momento en que se
separan las interacciones fuertes de
las electrodébiles.
Cuando las interacciones de fuerza
se separaron, se desprendió una
gran energía que se materializó en
forma de partículas. De este modo,
la separación de las fuerzas creó la
primera materia.
Al terminar el Período de Inflación
Al terminar este periodo de inflación cósmica,
una oleada de energía permitió que partículas y
antipartículas tuvieran una existencia
independiente.
Fue prácticamente la
inflación cósmica la que
creó toda la estructura de
masa actual del universo.
Luego de la Inflación
Después de 10-36 segundos las partículas y las
antipartículas, decayeron en partículas más
estables como los leptones y los quarks. Ambos
tipos de partículas decayeron de manera diferente.
Todo lo que encontramos en nuestro
universo observable es materia.
¿Dónde está la antimateria?
Se piensa que las galaxias que se observan hoy día se formaron
del impulso gravitacional de las pequeñas fluctuaciones en la
densidad casi uniforme del universo joven.
Estas fluctuaciones dejaron huella en la radiación de fondo de
cuerpo negro en forma de temperatura través de todo el cielo.
En 1965, dos físicos norteamericanos, Arno Penzias y Robert W.
Wilson detectaron este ruido a través de antenas de
radiotelescopios.
Juego de
Partículas
Elementales
Busca las instrucciones en:
http://palmera.cnice.mecd.
es/~fbarrada/aula/aula4.ht
ml
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