DESPLAZAMIENTO HACIA EL ROJO

Al intentar establecer la edad del universo, se observan varios factores: por ejemplo, se aprecia que al observar galaxias lejanas lo que se está produciendo es que se observa cómo era el universo anteriormente ya que mirar lejos es mirar antes. Además se produce un efecto que se conoce con el nombre de corrimiento al rojo (desplazamiento al rojo). Para entender este efecto, es necesario saber que nos llegan radiaciones provenientes del universo, de las que encontramos de baja frecuencia (rojas) y otras de alta frecuencia (azules), demás las típicas gamma.

Por lo tanto, este efecto consiste en que todas las radiaciones que nos llegan provenientes de otras galaxias llegan desplazadas hacia el rojo, es decir hacia las bajas frecuencias, así, esto demuestra que el universo se encuentra en expansión.

Aparte de esto, también se produce un aumento de la fuerza gravitatoria, lo que implica que disminuya la velocidad de expansión del universo.

A partir de estos hechos se desarrollan diferentes teorías:

• Universo abierto: se cree que no hay suficiente materia que pueda frenar la expansión del universo.

• Universo cerrado: defiende que el universo se volverá a contraer debido a un corrimiento al azul, al choque entre las galaxias que provocará una súper-densidad.

• Universo cíclico: ¿puede ser posible que el universo se mantenga en un ciclo de expansión y contracción?.

• Universo estacionario: ¿el universo ha sido siempre así?.

De estas cuatro teorías, los cosmólogos tienden a aprobar las dos primeras opciones, y aunque no se

sepa del todo claro cuál es la correcta, lo que sí se puede asegurar es que el universo se expande bajo el

radiación de fondo.

DESPLAZAMIENTO HACIA EL ROJO

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efecto de una onda expansiva: ``Big Bang’’. Para ello existe la prueba cosmológica que lo resume, la

Desplazamiento hacia el rojo.

Ocurre cuando la radiación electromagnética, normalmente la luz visible que se emite o refleja desde un objeto es desplazada hacia el rojo al final del espectro electromagnético. Así, el desplazamiento al rojo es un incremento en la longitud de onda de radiación electromagnética recibidas por un detector comparado con la longitud de onda emitida por la fuente. Este incremento en la longitud de onda se corresponde con un decremento en la frecuencia de la radiación electromagnética. El decrecimiento de la longitud de onda es llamado desplazamiento al azul.

Ocurre así un mecanismo de desplazamiento hacia el rojo es la expansión métrica del espacio, que explica la famosa observación delos desplazamientos hacia el rojo espectrales de galaxias distantes, quasars y nubes gaseosas intergalácticas se incrementan proporcionalmente con su distancia al observador. Este mecanismo es una característica del modelo del Big Bang de la cosmología física.

En un agujero negro la materia en forma de gas gira a

alta velocidad entorno al centro de una galaxia. Esta

velocidad de rotación de 500 km/s es relevada por los

cambios en el espectro de la luz emitida. Debido al efecto Doopler, el pico del espectro se corre hacia el azul o hacia el rojo dependiendo de su la materia se mueve hacia el observador o se aleja. Para alcanzar las velocidades observadas, el gas debe estar impulsado por la gravedad de 3.000 millones de soles concentrada en una región muy pequeña en el centro de la galaxia, lo cual sólo puede explicarse con la presencia de un agujero negro.

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.....¿?

Energia fosca:

Energia que genera una acceleració en l’expansió de l’univers.

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En la luz cuando los cuerpos se alejan, se expanden. La masa que vemos es el 3-4%, por lo tanto el 90% están en energía o materia oscura, que es la energía que genera una aceleración de la expansión del universo.

Dos científicos, los radioastrónomos Robert Wilson y Arno Penzias, en el año 1985 detectaron sin saberlo la radiación de microondas del flash primordial. Usando una antena en forma de cuerno, creyeron haber captado un ruido al azar, pero el físico Robert Dicke de la Universidad de Princeton, captó una radiación, ésta era la prueba de que el universo fue muy caliente y al expandirse, la radiación junto con el universo, se enfriaron.

Radiación de energía elevada(caliente) son, por ejemplo, los rayos gamma. Radiación de baja energía (fría) son por ejemplo, microondas.

Cuando hay altas presiones las fuerzas no existían, ya que si tú presionas algo muy fuerte, la fuerza que tiene esa materia es nula, por ejemplo cuando abrazamos a alguien con demasiada fuerza el cuerpo abrazado no puede ejercer fuerza.

• Radiación de fondo del universo.

La radiación de fondo es el eco que proviene del inicio del universo, o sea, el eco que quedó de la gran explosión que dio origen al universo. Tiene características de radiación de cuerpo negro a una temperatura de aproximadamente 3 K, esta temperatura de radiación es muy fría, y su frecuencia pertenece al rango de las microondas, correspondiente con una longitud de onda de 1,9 mm. Muchos cosmólogos consideran esta radiación como la prueba principal del modelo cosmológico del Big Bang del Universo.

Esta radiación es la prueba de que el universo ha pasado por una fase inicial de alta temperatura, en este momento se ha liberado la radiación y que debido al enfriamiento que lleva la expansión del universo, nos llega ahora una temperatura muy baja. Así, la radiación ha pasado de alta energía gamma del universo primordial a la baja energía radio y microondas del universo actual, pasando por ultravioleta, visible e infrarrojos.

Alpher, Bethe y Gamow en 1948 escribieron un articulo que explica la abundancia de Helio, Litio y Berilio postulaba un universo primordial muy caliente producto de una gran explosión. Era la primera vez que se hablaba del Big Bang.

El universo primordial: hace 15.000 millones de años el universo estaba todo junto. La presión y la temperatura eran tan altas que la materia no podía subsistir tal y como la conocemos ahora (por fuerzas electromagnéticas), por tanto no existía nada (ni constituyentes de los átomos). Sólo podían subsistir unas partículas elementales llamadas QUARKS, que forman los neutrones y los protones. Por lo tanto el universo primordial era una sopa de qharks. Después de esto tuvo lugar un período inflacionario. Existían altas densidades en los años de luz oscuros, aquí los fotones no conseguían atravesar la materia y chocan contra partículas o núcleos.

Como ya hemos dicho, en un inicio el universo era muy caliente y no fue hasta la explosión y la expansión posterior que se empezó a enfriar. Como las condiciones de presión, temperatura y densidad eran tan extremas, producía que las fuerzas entre partículas no pudieran actuar, es lo que llamábamos

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años de luz oscuros. Por ello, sólo encontrábamos partículas elementales: los quarks. Posteriormente, apareció la materia nuclear, los protones y los neutrones. Seguidamente, disminuyó la temperatura, la presión y la densidad y esto produce que pueda actuar la fuerza fuerte.

A los 10 segundos, se forman los primeros núcleos, gracias a la fuerza nuclear, en un proceso llamado nucleosíntesis. El universo se encuentra en un estado latente es decir, aumenta de tamaños y opaco (más denso).

Más tarde, cuando disminuye la densidad, los fotones empiezan a fluir y se produce el desacoplamiento. Un millón de años después aparece la fuerza electrostática y se forma el primer átomo de hidrógeno y por lo tanto, finalmente se crean las primeras galaxias.

• Relatividad general (Einstein 1915).

La teoría clásica de la física funciona sólo en condiciones estándar. Si extremamos las condiciones ya sea hacia un máximo o hacia un mínimo, esta teoría falla y por tanto, se debe recurrir a la teoría de la relatividad. La velocidad de la luz es infranqueable. Matemáticamente no está prohibido ir a más velocidad de la luz, pero no se puede ir a la velocidad de la luz.

La teoría de la Relatividad Espacial hace referencia a cuerpos que estaban en sistemas de referencia en movimiento relativamente. El tiempo, el espacio y la masa no son constantes universales.

En la teoría de la Relatividad General Einstein propone que el espacio y el tiempo no son independientes sino que todo movimiento de una partícula esta determinado a través de tres coordenadas espaciales (X, Y, Z) y una coordenada temporal (tiempo). Es un cuatrivector.

En cuanto a la masa, la teoría General cambia el sentido de la fuerza Gravitatoria:

``La gravedad (o la atracción de cosas con masa) no es mas que la consecuencia de la deformación del espacio’’ ``Las masas distorsionan el espacio cercano, de manera que toda cuerpo o onda que pase por su lado se verá afectado por la distorsión’’.

En realidad, la geometría que utilizaremos para los cálculos en los desplazamientos es la geometría esférica, pero dado que las masas son pequeñas la deformación del espacio no justifica la utilización de esta geometría y podemos utilizar la geometría euclidiana (plana) y utilizar la ley de la Gravitación Universal de Newton.

La teoría de la Relatividad General también predice el desplazamiento al rojo de los cuerpos que se alejan interpretando como lo hace un fotón con una masa (masa en movimiento) pierde energía (m=E/c2) para vencer la deformidad gravitatoria del espacio, de manera que se desplaza a frecuencias menores (colores rojizos).

Aparición matemática del factor relativista.

Ejemplo de los coches: Vrel = V1 + V2 visión clásica.

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