Aciertos y Problemas del modelocosmologico estandar

Susana J. Landau1

1Instituto de Fısica de Buenos Aires - CONICET - Universidad de Buenos Aires

DDF - Centro Cultural de la Ciencia - Agosto 2016

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Area de Gravitacion y Cosmologia

Grupo de Relatividad General y Cosmologıa Luis Chimento

Gravitacion y Cosmologıa: Teorıa y Fenomenologıa Claudio Simeone

⋆ Emilio R. de Celis (estudiante de doctorado)⋆ Marıa Cecilia Tomasini (estudiante de doctorado)

Susana Landau⋆ Ivan Sanchez (posdoc)⋆ Gabriel Leon (posdoc)⋆ Marıa Pıa Piccirili (estudiante de doctorado - FCAGLP-UNLP)⋆ Carolina Negrelli (estudiante de doctorado - FCAGLP-UNLP)

Docentes con dedicacion simple en el DF que investigan en el area Ernesto Eiroa (IAFE) Rafael Ferraro (IAFE) Osvaldo Santillan (DM)

EN LA FRONTERA ..... Esteban Calzetta, Gaston Giribet, Fernando Lombardo, Carmen Nunez

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Esquema de la charla

Datos astronomicos: Supernovas, FCR, Cartografiados de Galaxias.

Definicion del modelo cosmologico estandar.

Problemas del modelo cosmologico estandar.

Aporte de nuestro grupo a la discusion sobre el modelo cosmologicoestandar.

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Historia del Universo

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Supernovas tipo Ia

Las supernovas tipo IA (SNIa) son enanas blancas compuestasprincipalmente de carbono-oxıgeno.

A partir de las mediciones de luminosidad de la explosion y elespectro de la enana blanca es posible estimar la composicion demateria del universo.

El premio Nobel de Fısica 2011 fue otorgado por el descubrimiento dela expansion acelerada del universo.

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Formacion primordial del hidrogeno neutro

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Mapas de temperatura-Planck

Figure: Planck collaboration

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Mapas de temperatura-WMAP-Planck

Figure: WMAP collaboration - Planck collaborationSusana J. Landau (IFIBA) Cosmologıa DDF 2016 8 / 21

Oscilaciones Acusticas de Bariones

Las observaciones de estructuras a gran escala y la funcion decorrelacion de galaxias que observamos hoy contiene una escalacaracterıstica rs.

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¿Que sabemos acerca del Universo?

El Universo el isotropo y homogeneo a escalas mayores a 100 Mpc(1 Mpc = 3.08× 10

19km)

El Universo se esta expandiendo de manera acelerada

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¿Como es la geometrıa espacial del universo?

La geometrıa espacial del universo es plana

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Composicion del Universo

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Modelo cosmologico estandar

Geometrıa del Universo: Metrica de

Friedmann-Robertson-Walker plana

+

Composicion: materia oscura, materia barionica,

radiacion, energıa oscura

+

Modelo para la etapa inflacionaria del universo

10−34 seg < t < 10

−32 seg.

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Aciertos del modelo cosmologico estandar

(FCR)

Figure: Curva roja: prediccion del modelo cosmologico estandarSusana J. Landau (IFIBA) Cosmologıa DDF 2016 14 / 21

Aciertos del modelo cosmologico estandar

(FCR)

Figure: Curva roja: prediccion del modelo cosmologico estandar (FCR)

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Aciertos del modelo cosmologico estandar

(Supernovas)

Figure: Curva negra: prediccion del modelo cosmologico estandar

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Problemas del modelo cosmologico estandar:

Las Ecuaciones de Einstein:

Rµν = 8πGTµν

Rµν determina la geometrıa del espacio - tiempo y en consecuencia ladinamica del factor de expansion del universo.

Tµν esta determinado por el contenido de materia y energıa deluniverso (materia ordinaria, materia oscura, radiacion, constantecosmologica, energıa oscura???).

El problema: Para poder explicar la expansion acelerada actual deluniverso en el modelo cosmologico estandar se necesitan condicionesiniciales muy poco probables.

La hipotesis alternativa: campos escalares, teorıas modificadas degravedad: f(R), Vainstein, Hordesky, etc.

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Nuestro aporte a la discusion sobre los

problemas del modelo cosmologico estandar:

Testeamos modelos de inflacion alternativos con datos del FondoCosmico de Radiacion.

Realizamos analisis estadısticos donde incluimos las predicciones de losmodelos alternativos.

Estudiamos las violaciones al Principio de Equivalencia en teorıas decampos camaleones y f(R)

Estudiamos el problema de dos cuerpos en teorıas de camposcamaleones y f(R) y comparamos con datos experimentales.

Testeamos un modelo alternativo para la expansion acelerada deluniverso con datos de supernovas tipo Ia.

Testeamos un modelo alternativo para la materia oscura (MOG) condatos de nuestra galaxia.

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GRACIAS !!!!

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Como lo hacemos?:

n, n , Q, T/ST

Ω, Ω , Λ, τ, hb

Pixel 1 Pixel 2 ∆T 6422347 6443428 -454.841 3141592 2718281 141.421 8454543 9345593 654.766 1004356 8345388 -305.567 ... ... ...

TIME- ORDERED DATA

CMB MAP

POWER SPECTRUM

PARAMETER ESTIMATES

1

3

MULTI- BAND MAPS

OTHER TEMPLATES

2

4

Figure: Cosmic Microwave Background Temperature Fluctuation Spectrum

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Crecimiento de las perturbaciones

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