Orgens de lUnivers Emili Elizalde Consell Superior dInvestigacions

Orígens de l‘Univers Emili Elizalde Consell Superior d’Investigacions Científiques (ICE/CSIC) Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC) Campus Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) Primeres Jornades d’Astronomia al Montsec, 20 Nov 2010

Context: volem comprendre … • La Terra 4 elements, àtom • El Sistema Solar, La Via Làctia Copèrnic, Galileu, Newton • L’origen de la Vida, la seva Evolució Darwin • L’origen de la Inteligència Lucy, Olduvai gorge, Leakey • L’origen de l’Univers l’ in-fi-nit

L'Univers. . . què és? • Cosmos, Món “Sopars amb estrelles” Obs Fabra, amb Pujol-Gebelí • Visió local: on sóm? Notícia del Diari: Carrer Fuencarral Viatjats: París, Shanghai, Sidney, l’Antàrtida … ISS Contingut: éssers humans (art, música, . . . ), vius, plantes, aigua, mar, muntanyes, sol, lluna, astres. . . • Fem Història: Terra plana, infinita? Non Plus Ultra Curvatura, esfera? , radi?

Eratòstenes (Ἐρατοσθένης) Cirene, 276 a. C - Alexandria, 194 a. C 360º/7, 2º= 50 x 800 Km = 40. 000 Km

El Projecte Eratòstenes

Com és de gran l’Univers ? • Maqueta, model a escala * 1 mm = mil anys * Bíblia: Ussher -4004 (6013 anys) 6 mm * Univers = dist UAB-entrada BCN 13. 7 Km * 100 anys = gruix d'un cabell * inici vida pluricel. lular artròpods <Càmbric 450: Edicara 570 Manys: 570 m • Escala real Terra-Lluna = 1 sec !!

Quína forma té l’Univers ? • Model senzill (2 D) * Homogeni, isotrop, radi=temps (4 a dim!) * cucs plans, superfície globus * tensió = atracció gravetat, va disminuïnt llei gravitació universal d’I Newton • Topologia * Passar a 3+1 dim: superf esfer 3 D S 3 * Univers esfèric? finit o infinit? * Mapes observacions: fins fa poc bidimensio * 1986 primer 3 D llesca: “A slice of the Universe”

L’Univers Model: • • • Superfície (2 dimensions, ‘globus goma’) Res a dins, res per fora; no hi ha un ‘centre’ El ‘globus’ s’expandeix …acceleradament! El radi del globus és el temps Tot objecte al voltant nostre s’allunya (redshift)

La Física Galileo Galilei (Pisa, 15 febraio 1564 - Firenze, 8 genaio 1642) Astrònom, filòsof, matemàtic i físic, estretament relacionat amb la revolució científica *Albert Einstein: “Galileo és el pare de la ciència moderna” *Stephen Hawking: “Galileo és probablement, més que ningú altre, el màxim responsable del naixement de la ciència moderna” *Pius XII (1939, discurs a la Acadèmia Pontif. de les Ciències): “Galileo fou l’heroi més agosarat de la recerca científica, sense por a lo preestablert, ni al risc del seu camí, sense cap temor a destruir monuments…”

History of Science Collections, University of Oklahoma

La Física (cont. ) u. Isaac Newton u. Albert Einstein

u Einstein: L’Univers Físic estacionari * gravetat un problema!! cc λ * Einst’s eqs: podia haver predit l’expan! u Expansió: Hubble et al 1923 -29 (Keeler, Slipher, Campbell, 1918) * efecte Doppler llum * enrera Big Bang: Penzias-Wilson ’ 65 CMB, COBE, WMAP, PLANCK u Problemes Big Bang: inflació Guth 1982 u 1997 expansió accelerada: neces força! * Què accelera l'Univ? Energia fosca

Física de la creació de ’Univers • Grans Revolucions Científiques * MQ, RG, principi incompletitut Gödel * Física Clàssica vs Física Quàntica Cordes TOE * Newton, poma, lleis, terra llei universal * RG: massa pessant (gravetat) = massa inert • Equacions matemàtiques sinfonies Inici univers inflació: 10 -24 cm (10^-11 dim protó) Expansió en 25 ord mag (1075 volum) pèsol Expansió durà 10 -34 s pèsol → Via Làctia • Inflació paradigme, no teoria: molts models • 1973 Ed Tryon “is the U a vacuum fluctuation? ”

Com s’ha pogut originar l’Univers ? • Miracle de la fisica n. 1: la gravetat pot ser repulsiva energia pot camp escalar → pressio negativa → grav repulsiva • Miracle de la fisica n. 2: el camp gravitatori té energia negativa * Energia de la matèria positiva: Energia total 0 • ” A free lunch!” • Hawking-Turok instantó: ”una espècie d'espurna que dispara la inflació en una sopa primigènia de gravetat, espai, temps i matèria” • Reproducció dels universos: Multiversos …

Treballs recents • Moltes variants d’Inflació (A. Guth, A. Linde, P. Steinhard, …) • Les Teories de Cordes i Branes, M, TOE amb 10500 o 101000 possibilitats pel buit! • L’Energia del Buit Quàntic (H. Casimir) Treball meu a Invest y Ciencia (Abril 09) • Models de gravetat modificada: teories f(R), Gauss-Bonnet, … (grup) • Dades d’observacions cosmològiques !

Vers la comprensió de l’Univers • Presocràtics: substància, nombre, potència, infinit, • • moviment, ésser, àtom, espai, temps, . . . Mathesis Escola Pitagòrica: “totes les coses són nombres” Emmanuel Kant: “el problema és fer intel·ligible la idea mateixa d’un Univers intel·ligible” Albert Einstein: “el misteri etern de l’Univers és la seva comprensibilitat; el fet que l’Univers sigui comprensible és un miracle” Eugene Wigner: “la irraonable efectivitat de la matemàtica en totes les ciències de la natura” Cada dia un petit pas més !

Moltes gràcies per la vostra atenció

Los tres primeros minutos del Universo Steven Weinberg Alianza editorial The first three minutes -A modern view of the Universe (1977) Primera reimpresión (2000) 163 páginas

EL ALEPH JORGE LUIS BORGES O God, I could be bounded in a nutshell and count myself a King of infinite space. Hamlet, II, 2. … En la parte inferior del escalón, hacia la derecha, vi una pequeña esfera tornasolada, de casi intolerable fulgor. Al principio la creí giratoria; luego comprendí que ese movimiento era una ilusión producida por los vertiginosos espectáculos que encerraba. El diámetro del Aleph sería de dos o tres centímetros, pero el espacio cósmico estaba ahí, sin disminución de tamaño. Cada cosa (la luna del espejo, digamos) era infinitas cosas, porque yo claramente la veía desde todos los puntos del universo. . .