Jump to content

Inflación Cosmológica, Ondas Gravitacionales Primordiales y Modos B


AlbertR

Publicaciones recomendadas

1. INTRODUCCION


Si la inflación cósmica existió, cuando finalizó, (justo antes del recalentamiento, o sea justo antes de la generación de las partículas elementales que han formado nuestro Universo actual), solo había dos interacciones relevantes en ese momento, la del propio campo inflatón y la gravitacional. Ambas dejaron su huella en la materia que se formó en el recalentamiento, las fluctuaciones cuánticas del inflatón (un campo escalar) generaron anisotropías en la densidad del universo de partículas que aparecieron en el recalentamiento, y las fluctuaciones de la gravedad, (un campo tensorial) ondas gravitacionales primordiales asociadas a estas últimas anisotropías.
Cuando 380.000 años después del fin de la inflación, los fotones se desacoplaron de la materia y empezaron a volar libres por el universo, (hasta ser detectados actualmente como fondo cósmico de microondas CMB), interaccionaron con esas anisotropías, que les dotaron de cierto grado de polarización.
Los residuos del campo inflatón (fluctuaciones escalares) produjeron en el CMB polarización en “Modo E” de los fotones, mientras que las fluctuaciones tensoriales de las ondas gravitacionales primordiales, produjeron polarización en “Modo B
Buscar esta polarización en el CMB se convirtió por lo tanto en un importante objetivo para comprobar si se cumplen o no las previsiones del modelo inflacionario.
Imagen

 

Los modos E fueron detectado por el Degree Angular Scale Interferometer DASI  en 2002 y aunque son concordantes con la Inflación, no son exclusivos de ella.
Detectar los Modos B primordiales es mucho más difícil, pues son mucho más débiles, pero su detección sí representaría evidencia de la Inflación, pues no existe interpretación alternativa de su existencia que no sean las ondas gravitacionales generadas por la inflación.
Para complicar el tema, en su camino hasta nosotros los fotones del CMB han sufrido una polarización en Modo B secundaria originada por las microlentes gravitacionales, que hay que “restar” de los modos B primordiales. Estos modos B secundarios fueron detectados en 2013 por el Telescopio del Polo Sur (SPT) (Detection of B-mode Polarization in the Cosmic Microwave Background with Data from the South Pole Telescope)  y confirmados en 2014 por POLARBEAR: A Measurement of the Cosmic Microwave Background B-Mode Polarization Power Spectrum at Sub-Degree Scales with POLARBEAR

 

A partir de aquí, es conocida la historia de la detección fallida en 2014 de los modos B primordiales por parte de Bicep2  y la búsqueda actual de ellos por Bicep3. Es importante no solo detectar los modos B que probarían la inflación, sino también su magnitud, que se mide por el valor “r” que es el cociente entre la magnitud de B y la magnitud de los modos E. El valor de “r” permitiría discriminar entre diferentes tipos de inflación: los diferentes tipos de inflación se diferencian entre ellos por las diferentes expresiones que puede tener el potencial “V(X)” en función del campo inflatón “X”


2. LA NOTICIA DEL DIA

 

De momento ni rastro de los Modos B. Únicamente han conseguido determinar que si existen son muy pequeños. Se acaba de publicar un estudio conjunto de BICEP2/Keck con datos recogidos hasta 2015 (BK15) que concluye que el ratio r = Modos B / Modos E es r < 0.072 al 95% CL que combinado con resultados de Planck (BKP15) da r < 0.062 al 95% CL. Han combinado los datos BK15 de 17 años de observación a 150 GHz, con 4 años a 95 GHz y 2 años a 220 GHz, así como los datos de WMAP9 y Planck 2018 de 23 GHz y 353 GHz.


El estudio es: BICEP2 / Keck Array x: Constraints on Primordial Gravitational Waves using Planck, WMAP, and New BICEP2/Keck Observations through the 2015 Season
Ver también información adicional en: Searching for Primordial Gravitational Waves with the BICEP/Keck Telescopes

 

No hay que perder la esperanza, el observatorio BICEP3 empezó a tomar datos en Junio de 2015, es más sensible que BICEP2 y de momento no ha publicado resultados.

 

Aunque Francis Villatoro es pesimista y dice
"...hay pocas esperanzas de que BICEP3 (que toma datos desde 2016 con 2560 detectores a 95 GHz), e incluso el futuro BICEP Array (que se instalará en 2020) logren observar los modos B cosmológicos, ni siquiera con el apoyo de QUIJOTE y otros instrumentos similares. Habrá que esperar al megaproyecto CMB-S4 cuyos resultados llegarán a partir de 2025..." y también "...todo apunta a que habrá que esperar a telescopios espaciales específicos para lograr observar los modos B cosmológicos..."

 

El post de Francis sobre el tema es: Nuevo límite de exclusión de BICEP2/Keck para las ondas gravitacionales primordiales (r < 0.062 al 95% CL)

 

La confirmación definitiva de la Inflación Cosmológica tendrá que esperar de momento ... ☹️

 

Saludos.
 

Editado por AlbertR
  • Like 3
Enlace al comentario
Compartir en otros sitios web

Qué interesante, desconocía completamentamente qué se estaba buscando exactamente con los BICEP.

 

Saludos.

Enlace al comentario
Compartir en otros sitios web

Hola AlbertR,

Súper interesante tu post con las novedades de BICEP/Keck.

Puesto que pareces interesado en estos asuntos, para los no entendidos del tema, permitime hacer unas pequeñas correcciones / comentarios aclaratorios de algunas cosas, ya que justo tiene que ver con el área en la que trabajo.

 

On 23/10/2018 at 11:29, AlbertR dijo:

solo había dos interacciones relevantes en ese momento, la del propio campo inflatón y la gravitacional. Ambas dejaron su huella en la materia que se formó en el recalentamiento, las fluctuaciones cuánticas del inflatón (un campo escalar) generaron anisotropías en la densidad del universo de partículas que aparecieron en el recalentamiento, y las fluctuaciones de la gravedad, (un campo tensorial) ondas gravitacionales primordiales asociadas a estas últimas anisotropías.

 

Los campos (todos) están siempre presentes. Lo que pensamos es que la energía del inflatón era la que dominaba sobre los otros en esa época. Las fluctuaciones cuánticas del inflatón son las que generan la perturbación en la curvatura. Las inhomogeneidades en la materia son un proceso posterior.

 

On 23/10/2018 at 11:29, AlbertR dijo:

Los residuos del campo inflatón (fluctuaciones escalares) produjeron en el CMB polarización en “Modo E” de los fotones, mientras que las fluctuaciones tensoriales de las ondas gravitacionales primordiales, produjeron polarización en “Modo B

 

Hay una cuestión ahí... En realidad no son (citando) los "residuos" del inflatón los que producen Modo E de polarización. Las inhomogeneidades en la densidad de la radiación, si tienen cierta distribución, son las que generan polarización E al colisionar con los electrones libres en esa época de recombinación.

Por otro lado, yo no hablaría de "fluctuaciones de la gravedad". Todo aquí es gravedad. El campo gravitacional tiene perturbaciones escalares y tensoriales. Las perturbaciones tensoriales son las ondas gravitacionales. Esas perturbaciones tensoriales modifican la distribución de los fotones del CMB de tal manera que producen polarización del tipo B.

 

On 23/10/2018 at 11:29, AlbertR dijo:

Es importante no solo detectar los modos B que probarían la inflación, sino también su magnitud, que se mide por el valor “r” que es el cociente entre la magnitud de B y la magnitud de los modos E.

 

Sobre esto dos cosas: el parámetro "r" mide el cociente entre las perturbaciones tensoriales y las perturbaciones escalares a la curvatura. No es el cociente entre modos B y modos E.

Detectar los modos B daría un gran sustento a CIERTOS modelos de inflación. Pero su detección no implica (para ser estrictos científicamente) que inflación queda PROBADA. Siempre puede surgir algún modelo alternativo que explique los modos B y quizás sin inflación. Algunas personas trabajan intentando modelar el comienzo del universo sin inflación.

 

Abrazo!

Gabriel

 

 

 

Enlace al comentario
Compartir en otros sitios web

Buenísima noticia: La Agencia Japonesa del Espacio (JAXA) ha aprobado como misión estratégica el telescopio espacial LiteBIRD, un telescopio espacial para intentar observar los modos B resultado de la inflación cósmica en la polarización del fondo cósmico de microondas CMB. Pretenden que el lanzamiento sea en 2027 hacia una órbita de halo alrededor de Lagrange L2 Sol-Tierra en donde permanecería observando durante 3 años.

 

Estoy contento porque estos japoneses de JAXA últimamente han demostrado ser muy buenos, recordad que "lo están petando" con la misión Hayabusa2. Espero que ahora tengan la misma suerte, la web del proyecto es LiteBIRD

Buena información y detalles técnicos, como siempre, en la web de Francis: JAXA ha aprobado la misión LiteBIRD para buscar modos B en la polarización del CMB o en la de Daniel Marín: LiteBIRD, un satélite japonés para estudiar el fondo cósmico de microondas

 

Lástima que estas misiones sean siempre tan complicadas, que se tardan muchos años desde la aprobación hasta el lanzamiento, y a los que nos quedan muy probablemente menos años de vida que los que ya tenemos, nos provoca un plus de ansiedad e impaciencia ☹️

 

Saludos.

Editado por AlbertR
  • Thanks 1
Enlace al comentario
Compartir en otros sitios web

Crear una cuenta o conéctate para comentar

Tienes que ser miembro para dejar un comentario

Crear una cuenta

Regístrese para obtener una cuenta nueva en nuestra comunidad. ¡Es fácil!

Registrar una nueva cuenta

Conectar

¿Ya tienes una cuenta? Conéctate aquí.

Conectar ahora
  • ¿Cómo elegir un telescopio?

     

    Los telescopios vienen en muchas formas y tamaños, y cada tipo tiene sus propias fortalezas y debilidades. El primer paso para decidir qué telescopio comprar es saber para qué lo desea utilizar. Estas son las formas de usar un telescopio:

     

    Astronomía visual: el proceso de mirar a través de un ocular conectado a un telescopio para ver objetos distantes.
    Astrofotografía: la práctica de usar una cámara conectada a un telescopio o lente para fotografiar objetos en el espacio exterior.
    Ambos: si desea utilizar un telescopio tanto para imágenes como para imágenes, ¡también está bien!

     

    Solo sepa que los telescopios que pueden hacer ambas cosas bien generalmente cuestan más.
    Para la astronomía visual, especialmente los telescopios para principiantes, la mayoría de los telescopios ya vienen como un paquete completo. Eso significa que el telescopio estará listo para usar e incluye el telescopio, la montura y cualquier otra cosa que necesite para comenzar, como oculares y otros accesorios. Para hacer astrofotografía que no sea con un teléfono inteligente, los componentes generalmente se venden por separado para permitir un enfoque más personalizado. Esto significa que si está interesado en obtener imágenes más allá de solo con un teléfono inteligente, generalmente deberá comprar el telescopio, la montura y la cámara por separado.

     

    El segundo paso para decidir qué telescopio comprar es tener una idea de lo que principalmente desea observar o fotografiar. Si puede reducirlo entre uno u otro, hará que su decisión sea mucho más fácil. Por supuesto, un telescopio se puede usar para otros fines, como la visualización terrestre (durante el día), pero es importante decidir primero cómo lo usará por la noche:

     

    Objetos planetarios / del sistema solar: esto incluye los planetas, la Luna y el Sol.
    Objetos del cielo profundo: esto incluye galaxias, nebulosas, cúmulos de estrellas y cualquier otra cosa más allá de nuestro sistema solar.0

     

    Tanto espacio profundo como Planetaria: hay un grupo selecto de telescopios que son excelentes tanto para cielo profundo como planetario, especialmente para astrofotografía, pero generalmente cuestan más.
    El tercer y último paso para decidir qué telescopio comprar es incorporar su presupuesto, qué tan portátil es la configuración que desea y su nivel de habilidad en su decisión. 

     

    Recomendamos leer ¿Cómo elegir un telescopio?

     

    Introducción a las monturas de telescopios

    Aunque la mayoría de los telescopios para principiantes ya vienen con algún tipo de montura incluida, comprar una montura por separado puede abrir muchas puertas para más posibilidades de observación o imágenes. Para los observadores visuales, un montaje de altitud-azimut es el camino a seguir. Para los astrofotógrafos que realizan imágenes de cielo profundo, una montura ecuatorial producirá los mejores resultados. Las monturas híbridas combinan lo mejor de ambos mundos a un precio más alto, y los rastreadores de estrellas son como mini monturas ecuatoriales para el creador de imágenes que viaja o para el principiante.

     

    Para astrofotografía, especialmente para imágenes de cielo profundo, la montura es posiblemente el componente más importante de cualquier configuración. Sí, lo has leído bien, ¡incluso más importante que el telescopio o la cámara! La razón de esto es que es solo la montura la que determina la precisión con la que su cámara y telescopio pueden rastrear el cielo y, por lo tanto, cuánto tiempo puede exponer sin experimentar rastros de estrellas. Recoger la mayor cantidad de luz posible es fundamental en la astrofotografía de cielo profundo, y sin una montura ecuatorial de calidad, estará limitado en la cantidad de luz que puede recolectar en cada exposición. Por esta razón, además de la cámara y el telescopio, recomendamos gastar alrededor de la mitad de su presupuesto total en la montura para obtener imágenes de cielo profundo.

     

    Otra consideración importante para la obtención de imágenes de cielo profundo con una montura ecuatorial es la capacidad de carga útil. La capacidad de carga útil, que es la cantidad de peso que puede soportar la montura (excluidos los contrapesos), es la especificación más importante para cualquier montura ecuatorial. 

     

    Para los observadores visuales que tienen un telescopio pero no una montura, las monturas independientes de altitud-azimut son una excelente opción. Muchos de estos vienen con la misma capacidad computarizada que tienen la mayoría de las monturas ecuatoriales. Después de un proceso de alineación simple, esta capacidad de acceso computarizado permite que la montura no solo encuentre y apunte a los objetos automáticamente, sino que los rastree y los mantenga centrados a través del ocular. Para los observadores binoculares, un trípode con un cabezal de altitud-azimut hace que la experiencia sea simple y agradable, y los montajes estilo paralelogramo mejoran esto al permitir ángulos de visión aún más cómodos.

    Ya sea que solo esté esperando agregar la capacidad de seguimiento y acceso a su telescopio visual existente o si tiene la mira puesta en fotografiar galaxias y nebulosas débiles, ofrecemos una amplia variedad de soportes para cualquier necesidad. 

     

    Ver todas las monturas

     

    Introducción a las cámaras para astronomía

    Como ocurre con la mayoría de los equipos de astronomía, no existe una cámara de "talla única" que sea la mejor en todo. Si espera obtener imágenes de objetos del espacio profundo, una cámara de astronomía refrigerada es el camino a seguir. Si espera obtener imágenes de los planetas, la luna, el sol u otros objetos del sistema solar, una cámara de alta velocidad de fotogramas hará maravillas por usted. Comprender la diferencia entre estos diferentes tipos de cámaras y sus especificaciones lo ayudará a decidir cuál es su próxima cámara para astronomía.

     

    Para obtener imágenes de cielo profundo, se trata de maximizar la cantidad de luz que puede recolectar y lo limpia que es la imagen. Cuando se toman imágenes de objetos del cielo profundo, es mejor utilizar una cámara refrigerada, que puede evitar el ruido durante exposiciones prolongadas. Las cámaras con mayor eficiencia cuántica, tamaños de píxeles más grandes, mayor capacidad de pozo completo (full well) y menor ruido de lectura, entre otras especificaciones, producirán imágenes más limpias. Haga clic aquí para ver nuestras recomendaciones sobre las mejores cámaras de imágenes de cielo profundo para principiantes.

     

    Para las imágenes planetarias, se trata de maximizar la cantidad de detalles en los planetas y otros objetos del sistema solar, que generalmente son increíblemente pequeños. Los planetas son tan pequeños que no solo requieren un telescopio de larga distancia focal, sino que las turbulencias en la atmósfera pueden tener un gran efecto en el nivel de detalle de la imagen. Para imágenes planetarias, un sensor pequeño y una cámara de alta velocidad de fotogramas es su mejor amigo. Haga clic aquí para ver nuestras recomendaciones sobre las mejores cámaras planetarias, lunares y solares.

     

     

  • Astronomia Definición

    La astronomía es la ciencia que estudia los cuerpos celestes del universo, incluidos las estrellas, los planetas, sus satélites naturales, los asteroides, cometas y meteoroides, la materia interestelar, las nebulosas, la materia oscura, las galaxias y demás; por lo que también estudia los fenómenos astronómicos ligados a ellos, como las supernovas, los cuásares, los púlsares, la radiación cósmica de fondo, los agujeros negros, entre otros, así como las leyes naturales que las rigen. La astronomía, asimismo, abarca el estudio del origen, desarrollo y destino final del Universo en su conjunto mediante la cosmología, y se relaciona con la física a través de la astrofísica, la química con la astroquímica y la biología con la astrobiología.

     

    Su registro y la investigación de su origen viene a partir de la información que llega de ellos a través de la radiación electromagnética o de cualquier otro medio. La mayoría de la información usada por los astrónomos es recogida por la observación remota, aunque se ha conseguido reproducir, en algunos casos, en laboratorio, la ejecución de fenómenos celestes, como, por ejemplo, la química molecular del medio interestelar. Es una de las pocas ciencias en las que los aficionados aún pueden desempeñar un papel activo, especialmente sobre el descubrimiento y seguimiento de fenómenos como curvas de luz de estrellas variables, descubrimiento de asteroides y cometas, etc.

    La astronomía ha estado ligada al ser humano desde la antigüedad y todas las civilizaciones han tenido contacto con esta ciencia. Personajes como Aristóteles, Tales de Mileto, Anaxágoras, Aristarco de Samos, Hiparco de Nicea, Claudio Ptolomeo, Hipatia de Alejandría, Nicolás Copérnico, Tycho Brahe, Johannes Kepler, Galileo Galilei, Christiaan Huygens o Edmund Halley han sido algunos de sus cultivadores. La metodología científica de este campo empezó a desarrollarse a mediados del siglo XVII. Un factor clave fue la introducción del telescopio por Galileo Galilei, que permitió examinar el cielo de la noche más detalladamente. El tratamiento matemático de la Astronomía comenzó con el desarrollo de la mecánica celeste y con las leyes de gravitación por Isaac Newton, aunque ya había sido puesto en marcha por el trabajo anterior de astrónomos como Johannes Kepler. Hacia el siglo XIX, la Astronomía se había desarrollado como una ciencia formal, con la introducción de instrumentos tales como el espectroscopio y la fotografía, que permitieron la continua mejora de telescopios y la creación de observatorios profesionales.

     

    La palabra astronomía proviene del latín astrŏnŏmĭa /astronomía/ y esta del griego ἀστρονομία /astronomía/. Está compuesta por las palabras άστρον /ástron/ 'estrellas', que a su vez viene de ἀστῆρ /astḗr/ 'estrella', 'constelación', y νόμος /nómos/ 'regla', 'norma', 'orden'.

    El lexema ἀστῆρ /astḗr/ está vinculado con las raíces protoindoeuropeas *ster~/*~stel (sust.) 'estrella' presente en la palabra castiza «estrella» que llega desde la latina «stella». También puede vérsele en: astrología, asteroide, asterisco, desastre, desastroso y muchas otras.

    El lexema ~νομία /nomíā/ 'regulación', 'legislación'; viene de νέμω /némoo/ 'contar', 'asignar', 'tomar', 'distribuir', 'repartir según las normas' y está vinculado a la raíz indoeuropea *nem~ 'contar', 'asignar', 'tomar', distribuir'; más el lexema ~ία /~íā/ 'acción', 'cualidad'. Puede vérsela en: dasonomía, macrotaxonomía, tafonomía y taxonomía.

    Etimológicamente hablando la astronomía es la ciencia que trata de la magnitud, medida y movimiento de los cuerpos celestes.

×
×
  • Crear nuevo...