HISTORIA DEL TIEMPO
Stephen W. Hawking
Capitulo 8
“El origen y el destino del Universo”
1981
• Vaticano
• Big Bang
• Big Bang caliente (Friedmann)
1948
•
•
•
•
Ralph Alpher
Hans Bethe
George Gamow
Arno Penzias y Robert Wilson(1965)
Ralph Alpher
(1921-2007)
Pioneros de la teoría del Big
Bang. Físico estadounidense
que en 1948 expuso
matemáticamente en su tesis
doctoral que la materia del
universo proviene de un
cataclismo originario, lo que
hoy se denomina Big Bang. Su
tutor fue nada menos que
George Gamov. Pero en ese
entonces, pareció
descabellada la idea
Hans Bethe
(1906-2005)
• Fue un destacado físico
estadounidense de origen alemán,
ganador del Premio Nobel de Física
en 1967 por su descubrimiento de la
nucleosíntesis estelar.
En 1932 y 1947 cálculo con respecto al
efecto Lamb combinando la
relatividad y la mecánica cuántica.
• En 1938 encontró el mecanismo de
las reacciones nucleares, conocido
como el ciclo de Bethe o del carbono
(ver nucleosíntesis estelar), que
explica cómo las estrellas producen
su energía. Bethe se dio cuenta de
que para entender cómo se realiza la
fusión de núcleos de hidrógeno en el
interior del Sol es necesario
considerar que el carbono actúa
como catalizador.
George Gamow
(1904-1968)
• Fue un físico y
astrónomo ucraniano,
que trabajó en diversos
temas incluyendo el
núcleo atómico, la
formación estelar,
nucleosíntesis estelar,
nucleocosmogénesis y
el código genético
“ALFA-BETA-GAMMA”
•
La teoría originalmente propuso que todos los
núcleos atómicos son producidas por la captura
sucesiva de neutrones, una unidad de masa a la
vez. Sin embargo, más tarde estudio tela de juicio
la universalidad de la teoría de la captura
sucesiva. Ningún elemento fue encontrado para
tener un isótopo estable, con una masa atómica
de cinco u ocho años. Los físicos pronto cuenta
de que estas lagunas de masas que dificultan la
producción de elementos más allá de helio. Así
como es imposible subir una escalera de un paso
a un momento en que uno de los pasos que
faltan, este descubrimiento significa que la teoría
de la captura sucesiva no podía dar cuenta de
mayores elementos.
Se reconoció finalmente que la mayoría de los
elementos pesados ​observadas en el universo
actual son el resultado de la nucleosíntesis
estelar en estrellas, en gran medida una teoría
desarrollada por Bethe.
El universo expandible
y sus preguntas no
resueltas
1. ¿Por qué estaba el universo primitivo tan caliente?
2. ¿por qué es el universo tan uniforme a gran escala?
3. ¿Por qué parece ser el mismo en todos los puntos del
espacio y en todas las direcciones?
4. ¿Por qué comenzó el universo con una velocidad de
expansión tan próxima a la velocidad critica, y esta
expandiéndose aproximadamente a la velocidad critica?
5. ¿Cuál es el origen de esas fluctuaciones de densidad?
la ciencia descubre un conjunto de
leyes
Como evolucionará el universo
en el tiempo si conocemos su
estado en un momento
cualquiera
inicio
incomprensible
¿por qué eligió dejarlo
evolucionar
de acuerdo con las leyes
que nosotros podemos
comprender?
¿cómo pudo haber elegido
dicho estado o
configuración del
universo?
posibilidades de un ser omnipotente
comprensión de los hechos y
del orden subyacente a estos
ORDEN
Condiciones del
espacio-tiempo
CIENCIA
Pueden haber modelos
diferentes de universo
MODELO DE REPRESENTACIÓN
Existencia de un principio,
que determina un estado
inicial
1. el universo es espacialmente finito
2. Existen infinitos universos
Existencia de la misma
probabilidad
Supone
El estado del universo se eligió
puramente al azar
CONDICIONES DE CONTORNO CAÓTICAS
UNIVERSO UNIFORME Y REGULAR
SUPOSICIÓN
CONSTITUYE EL PRINCIPIO
ANTRÓPICO
Condiciones apropiadas para el desarrollo
¿Por qué el universo es tan listo?
PRINCIPIO ANTRÓPICO DÉBIL
Las condiciones de vida
inteligente se darán en
regiones que estén limitadas
en el tiempo y en el espacio.
¿Por qué el big
bag ocurrió hace
unos diez mil
millones de años?
PRINCIPIO ANTRÓPICO FUERTE
hay muchos universos diferentes o muchas regiones diferentes en el universo
Objeciones
1. ¿en que sentido puede decirse que existen
todos esos universos diferentes?
2. Va contra la corriente de toda la historia de
la ciencia.
1981
•
•
•
•
•
•
Instituto Astronómico Sternberg, Moscu
Andrei Linde (Instituto Lebedev, Moscu)
Ian Moss
Instituto Franklin, Filadelfia
Universidad Drexel, Filadelfia
Paul Steinhardt y Andreas Albrecht
(Universidad Pennsylvania)
Modelo Inflatorio
•
•
•
•
Alan Guth
Andreas Linde
Roger Penrose
Richard Feynman
Teoremas de singularidades
• Expansión del universo y Big Bang
• Agujeros negros y singularidades
• Conservación del área de agujero negro
Diagrama de Feynman
• Una especie de “registro contable” para
comprender y calcular la interacción de
partículas en el espacio-tiempo,
fundamentalmente entre el electrón y su
contraparte de antimateria, el positrón. Estos
diagramas lo ayudaron a acercarse a la
reversibilidad en el tiempo y otros procesos
fundamentales, y forman parte inseparable de
la “Teoría de Cuerdas” y la “Teoría M”.
• Así como existen los números imaginarios
también hay tiempo imaginario.
• Espacio-tiempo euclídeo: la distinción entre
tiempo y espacio desaparece completamente.
• En lo que a la mecánica cuántica corriente
concierne, podemos considerar nuestro empleo
de un tiempo imaginario y de un espacio-tiempo
euclídeo meramente como un montaje (o un
truco) matemático para obtener respuestas
acerca del espacio tiempo real.
• Segunda idea: El campo gravitatorio se
representa mediante un espacio-tiempo
curvo. (Einstein).
• Cuando aplicamos la suma de Feynman sobre
historias a la visión de Einstein de la gravedad,
lo análogo a la historia de una partícula es
ahora un espacio-tiempo curvo completo, que
representa la historia de todo el universo. Para
evitar las dificultades técnicas al calcular
realmente la suma sobre historias, estos
espacio-tiempos curvos deben ser euclídeos.
• Si conociésemos el estado inicial de nuestro
universo, conoceríamos su historia completa.
• Teoría clásica de la gravedad vs teoría cuántica
de la gravedad.
• Tiempo y espacio deben ser finitos y sin
frontera.
Gráficamente.
• Sin embargo, si se pudiese demostrar que,
empleando la suma sobre historias, nuestro
universo no es simplemente una de las posibles
historias sino una de las más probables.
• Según el capitulo 1…
•
si el universo es realmente auto contenido, si no
tiene ninguna frontera o borde, no tendría ni
principio ni final: simplemente sería.
Descargar

Diapositiva 1