La Gran Explosi

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La Gran Explosión

• B I G

• Por Maritza Hernández,
• Noel Cuevas y Cielo Martín
• Centro Quark Net de Mayagüez, P.R.
• 17 de junio de 2005

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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.

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• 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.  
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Cuatro Eras del Universo
La Era de Inflación
La Era de Radiación
La Era de la Materia
La Era actual
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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

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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.

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Temperatura de Planck

• TE/k
• T temperatura (K)
• E energía (J)
• k constante de Boltzman
• (1.38066 x 10-23 J/K)

E Mp c2 E energía (J) Mp Masa de Planck
(Kg) c velocidad de la luz (m/s)
La constante de Boltzman relaciona la
temperatura de un gas con la energía promedio de
la partículas del gas.
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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.

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Por debajo de la Temperatura de Planck

• Hasta ese momento las cuatro fuerzas
  fundamentales habían estado unidas. La primera en
  separarse fue la gravedad.

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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.

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• 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.

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Comportamiento de las interacciones de
fuerza según se va enfriando el universo
La electromagnética y la débil se hacen más
poderosas.
A elevadas energías, la fuerza fuerte se
debilita.
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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.

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La Inflación
La inflación en el universo actuó como
si fuera una fuerza antigravitatoria. 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.
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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.

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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.

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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.

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Todo lo que encontramos en nuestro universo
observable es materia.
Dónde está la antimateria?
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• 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.

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Juego de Partículas Elementales
Busca las instrucciones en
http//palmera.cnice.mecd.es/fbarrada/aula/aula4.
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