1-6 Beginning of the Universe Look Far into the Past II

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Del curso dictado por The University of Tokyo

From the Big Bang to Dark Energy

1476 calificaciones

The University of Tokyo

From the Big Bang to Dark Energy

1476 calificaciones

We have learned a lot recently about how the Universe evolved in 13.7 billion years since the Big Bang. More than 80% of matter in the Universe is mysterious Dark Matter, which made stars and galaxies to form. The newly discovered Higgs-boson became frozen into the Universe a trillionth of a second after the Big Bang and brought order to the Universe. Yet we still do not know how ordinary matter (atoms) survived against total annihilation by Anti-Matter. The expansion of the Universe started acceleration about 7 billion years ago and the Universe is being ripped apart. The culprit is Dark Energy, a mysterious energy multiplying in vacuum. I will present evidence behind these startling discoveries and discuss what we may learn in the near future. This course is offered in English.

De la lección

From Daily Life to the Big Bang

Understanding the Universe in which we live and how to probe it can begin with simple daily life experiences such as night and day and the four seasons. Starting from these observations, we will take a journey from our local Earth at the present time all the way to the edge of the universe and back to its birth, learning the techniques and findings in modern physics that provide us this understanding.

1-5 Beginning of the Universe Look Far into the Past I13:31

1-6 Beginning of the Universe Look Far into the Past II5:45

1-7 Beginning of the Universe Look Far into the Past III6:41

1-8 Beginning of the Universe Look Far into the Past IV8:54

1-9 Beginning of the Universe Look Far into the Past V10:20

1-10 Cosmic Expansion6:26

Conoce a los instructores

Hitoshi Murayama
MacAdams Professor of Physics, University of California, Berkeley
University Professor, Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), Todai Institutes for Advanced Study (TODIAS)

Así que esta es la imagen de la galaxia Andrómeda que

se encuentra a 2.5 millones de años luz de nosotros.

Pero es nuestra vecina más cercana, siendo tan grande como nuestra propia galaxia, y podemos

observar las estrellas, estrellas puntuales en esta galaxia de Andrómeda

porque está, básicamente, muy cerca a nosotros.

2.5 millones de años luz es bastante cerca a nosotros en el universo.

Y pueden estudiar, nuevamente, acerca de cuán rápidamente se mueven estas estrellas.

En la galaxia de Andrómeda encontrarás que se mueven muy rápido.

Así, si juntaran toda la cantidad de masa de todas las estrellas juntas, pueden observar junto

con sus telescopios, que no se proveería de suficiente fuerza de

gravedad para mantener estas puntuales estrellas dentro de la galaxia de Andrómeda.

Así que, debe existir alguna masa que esté proporcionando fuerza

de gravedad extra, más allá de las estrellas que pueden observar en sus telescopios.

Entonces, ¿qué podría ser?

Así que aquí se presenta la información que muestra que sí

necesitas más masa de la que puedas observar a simple vista en los telescopios.

Así, la información muestra cuán rápidamente se están moviendo las estrellas

en función de la distancia desde el centro de la galaxia de Andrómeda.

¿Realmente ven que algo está mal con esto, cierto?

Entonces, como vimos en el planeta solar, el sistema solar, mientras más lejos estén,

la rapidez tiene que disminuir.

Pero, pareciera, saben, que es más o menos similar, sin

importar cuán lejos estés, te alejas del centro de Andrómeda.

Y si las estrellas son la única fuente de

gravedad, pueden, saben, contarlas usando un telescopio.

Ven que la curva tiene que caer de esta

manera, justo como era en nuestro sistema solar.

Así que ahí está la gran diferencia entre la rapidez

con la que actualmente se mueve la estrella, y la rapidez, que las estrellas puedan obtener

por la influencia de la fuerza de gravedad debido a las otras estrellas dentro de la galaxia

Esta diferencia tiene que ser explicada por algo más. Y lo llamamos, la materia oscura.

Tiene que haber otra forma de masa o materia en una galaxia dada

que provee una fuerza de gravedad aún mayor, pero no la vemos, por eso la llamamos "oscura".

Y por como va Andrómeda, es parte

de este sistema que llamamos el grupo local, el cual consiste de más de 40 galaxias.

La mayoría de ellas son muy pequeñas, o galaxias enanas.

Y Andrómeda y nuestra Vía Láctea son las galaxias gemelas más grandes en este grupo local.

Y por Andrómeda, a 2 y medio

millones de años luz, ser una vecina

nuestra, nos estamos halando mutuamente por la gravedad y

de hecho, probablemente colapsemos en unos 4.5 billones de años a partir de ahora.

Y eso suena como algo muy atemorizante pero resulta que si

observas el espacio, verás que muchas galaxias actualmente colisionan y se unen.

Entonces, esta es una imagen de dos galaxias acercándose

mucho una a la otra, por el tirón mutuo de la gravedad.

Este es un par de galaxias diferentes que han comenzado a unirse.

Y esta otra imagen que muestra

que las dos galaxias ya prácticamente se han unido.

Un centro, el otro centro, y ahora están uniéndose en una sola galaxia.

Este tipo de colisiones y uniones de

galaxias, de hecho, ocurren todo el tiempo en el Universo.

Y, sí, suena aterrador, pero de hecho es algo bueno.

Así, en esta imagen

pueden ver estas azules y titilantes luces por toda esta parte.

Así es la manera en que nacen nuevas estrellas.

Por ende, si dejas que la galaxia viva por su cuenta, entonces eventualmente envejecería.

Y así, se desvanecería.

Pero si las dos galaxias colisionan y se unen, entonces se rejuvenece.

Se vuelve joven otra vez.

Y nacen nuevas estrellas.

Y esa es también una muy interesante lección que

podemos sacar de la vida humana.

Pero en fin, de vuelta al tema de

cuán rápido giran alrededor del centro de galaxias.

En la actualidad, ustedes pueden medir estas cosas con bastante precisión.

Esta es otra galaxia en la cual pueden

observar, saben, bien a lo lejos, al borde.

Y pueden mapear la velocidad de particulares

estrellas una vez más en función de la distancia desde el centro.

Y de igual manera que en el sistema solar, esperarías que

cayera como 1 sobre la raíz cuadrada de r, pero permanece bastante plana.

Entonces, este tipo de gráfica es llamada curva de rotación de galaxias y,

todas las curvas de rotación que hemos medido hoy, se ven básicamente planas.

Eso significa que hay masa extra más allá de la que podemos ver.

Así, otra galaxia, mismo

resultado. Curva de rotación plana.

No cae como la de una raíz cuadrada en absoluto.

Entonces, juntando todo esto, toda esta información, vinimos

a entender la verdadera naturaleza de las galaxias.

Lo que pueden ver en telescopios, es sólo este disco,

el cual es una especie de centro de toda esta cosa.

Que es lo único que pueden ver.

Pero alrededor de ello, tienen esta mancha o mar de materia oscura que no

logran ver.

Y, gracias a la gravedad del mar de materia oscura, ustedes viven en este

océano de materia oscura, están atrapados en su interior,

y así es como felizmente se pueden mover.

Sin esta materia oscura, las galaxias simplemente se alejarían y

se habrían desaparecido hace billones de años.

Y la galaxia se puede extender sobre, ustedes saben,

cienmil años luz, pero la, la materia

oscura simplemente seguirá adelante por millones de años

luz, y esa es la verdadera naturaleza de nuestras galaxias.

Así que ahora, esta es la pregunta para ustedes, ¿cómo sabemos si

esta imagen está correcta, y qué va más allá

de esta, de esta distancia de millones de años luz?

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