Radiación cósmica de fondo

[rcaballeron]

Hola amigos,

Quisiera plantear una cuestión que me lleva tiempo rondando la cabeza y quizás puedan ustedes ayudarme. Vaya por adelantado que soy un profano en la materia y quizás mis conceptos puedan asustar a alguno.

Según tengo entendido la radiación cósmica de fondo es un "residuo" que nos ha quedado tras el Big-Bang que construyó nuestro universo. Esta radiación está omnipresente, por lo que se detecta se mire a donde se mire.

Mi problema viene al imaginarme de dónde nos llega esta radiación. Yo imagino el nacimiento, como lo han contado, como una gran explosión que partio de un punto inicial y tras el cual el espacio se ha ido expandiendo y sigue haciéndolo. Supongo que la radiación de fondo también partió desde este mismo punto y se expandió de manera radial, al igual que la onda que se produce en un estanque al tirar una piedra. Si esto fuese así, se me plantea el problema de que esta onda ya nos habría sobrepasado y no se seguiría observando la radiación, cosa que no es cierto. Así que me planteo la pregunta de cómo es posible que esté presente se mire donde se mire. Si es "algo" que está viajando, como la luz de una estrella que parte de un punto en concreto, debería de pasar de largo de nuestro planeta y no volver a detectarse al igual que pasará con la estrellas cuando éstas dejen de existir; dejaremos de verlas en el cielo.

Bueno, espero haberme explicado y que alguien de ustedes me pueda echar una mano a resolver mi pequeño enigma.

Saludos,

[sebagr]

Hola Roque,

Hace poco tiempo tuve la suerte de que me explicaron este fenómeno, así que intentaré explicártelo lo mejor posible por este medio.

Para imaginarte esto, pensá en una persona caminando sobre una cinta transportadora. La persona va caminando de izquierda a derecha a 5 Km/h, pero la cinta se mueve de derecha a izquierda (sentido contrario) a 7 Km/h. Obviamente, aunque la persona esté caminando hacia la derecha, estará desplazándose hacia la izquierda a 2 Km/h.

Luego, si la cinta disminuye su velocidad a 5Km/h, la persona permanecerá siempre en el mismo lugar (es decir, se mueve sobre la cinta, pero su entorno - por ejemplo, una planta que está fuera de la cinta - permanecerá en el mismo lugar). Si finalmente la cinta disminuye su velocidad a 1 Km/h, la persona podrá avanzar hacia la derecha a razón de 4 Km/h.

En términos del Universo, básicamente, la teoría actual dice que en los comienzos del mismo la expansión del espacio (no confundir con la velocidad de los objetos) fue a una tasa enorme, a tal punto que incluso la radiación en ella no podía avanzar en sentido contrario. Es decir, la radiación emitida por la materia, por cualquier motivo que fuera, era expulsada hacia afuera, sin importar la dirección que llevara. Incluso la radiación que era emitida hacia el origen de la explosión era desplazada hacia afuera. Esta etapa fue llamada "Inflación". Luego, la velocidad de expansión decreció considerablemente, y a partir de allí esa radiación pudo comenzar a avanzar hacia el centro nuevamente, a un ritmo muy lento.

Esta es la idea, básicamente: el espacio vendría a ser la cinta transportadora, y la radiación la persona caminando. La radiación inicialmente fue expulsada por una "cinta transportadora" que iba muy rápido, para luego mermar su velocidad y permitir que la radiación avanzara. Es por eso que vemos algo que pareciera venir "de afuera hacia adentro".

Más allá de que estemos de acuerdo o no con la idea, esta viene a ser más o menos la respuesta a tu pregunta. Espero que se haya entendido

Saludos!

[rcaballeron]

Hola Sebastián,

Gracias por tu explicación, ha sido bastante gráfica y me ha ayudado a pensar un poco más allá.

Aquí te/os dejo mi reflexión/pregunta... si como comentas la tasa de velocidad actual de expansión del universo permite a la radiación que se emita poder viajar hacia el punto de salida, ¿quiere eso decir que la radiación cósmica de fondo, que yo tenía entendido que se "creó" tras el Big-Bang, la puede generar cualquier otra materia presente en nuestro universo?

Si no es así, es decir, si toda proviene de la gran explosión, ¿cómo puede ésta volver hacia atrás?

Respondiéndome a mí mismo, la única manera que se me ocurre de visualizar esto es pensando en un univero "esférico" en el que la radiación que partió/pasó por un punto puede volver a hacerlo repetidamente cada vez que complete una vuelta.

Saludos,

[Borges]

Ojo con pensar en un punto ubicado en algún lado. Estamos hablando del universo completo expandiéndose y eso comprende a todo, por lo que no hay un "punto cero" como en una explosión, por lo menos es lo que entendí de lo poquito que he leído

[sebagr]

Ojo con pensar en un punto ubicado en algún lado. Estamos hablando del universo completo expandiéndose y eso comprende a todo, por lo que no hay un "punto cero" como en una explosión, por lo menos es lo que entendí de todo lo que he leído

Marcos,

Según tengo entendido yo, SÍ hay un punto desde donde "explotó" el Big Bang, pero nos resulta imposible saber dónde está ya que para todos lados que vemos nos parece ver lo mismo.

Digo parece ya que la radicación cósmica de fondo no es exactamente igual de un hemisfero que del otro, sino que se ve un pequeño corrimiento hacia el rojo más de un lado que del otro, y esto es porque nosotros mismos nos estamos moviendo respecto de esa radiación.

De acuerdo al conocimiento actual y la teoría predominante (el Big Bang + fase de inflación) sucede que, convenientemente, desde cualquier lado que miremos el universo lo veríamos igual (lo cual no es enteramente cierto, tiene sus limitaciones esto), por lo que no podríamos saber cuál es el "punto cero". No obstante, una cosa es no poder saberlo y otra es decir que no existió tal punto.

Saludos,

S.

[sebagr]

Aquí te/os dejo mi reflexión/pregunta... si como comentas la tasa de velocidad actual de expansión del universo permite a la radiación que se emita poder viajar hacia el punto de salida, ¿quiere eso decir que la radiación cósmica de fondo, que yo tenía entendido que se "creó" tras el Big-Bang, la puede generar cualquier otra materia presente en nuestro universo?

Si no es así, es decir, si toda proviene de la gran explosión, ¿cómo puede ésta volver hacia atrás?

Respondiéndome a mí mismo, la única manera que se me ocurre de visualizar esto es pensando en un univero "esférico" en el que la radiación que partió/pasó por un punto puede volver a hacerlo repetidamente cada vez que complete una vuelta.

Roque,

No te confundas: el hecho de que podamos ver dicha radiación ahora no significa que la veremos por siempre. Existirá un momento en que dicha radiación no la veremos más, y la expansión del Universo será tal que empezaremos a dejar de ver las galaxias más lejanas, etc.

Volviendo al ejemplo de la cinta transportadora y la persona que camina, al comienzo, la persona camina hacia la derecha pero no avanza ya que la cinta la lleva para el otro lado más rápido. Pero una vez que esta velocidad cambia y la persona efectivamente logra ir hacia la derecha, en cuanto pase el punto desde donde partió nunca más volverá a él, seguirá caminando hacia la derecha y no volverá más. Esto sucede, teóricamente, con la radiación de fondo: ahora la recibimos, pero luego de algunos millones de años esta radiación dejaremos de verla, "pasará de largo" y sólo veremos un manto de fondo completamente oscuro.

Saludos!

[marfma]

No me cierra esta explicacion.De ser así la "cinta transportadora" debió haberse expandido mas rapido que la velocidad de la luz,en algún momento,cosa que la masa no puede hacer.No creo que el universo se haya expandido a semejante velocidad.

¿Por que la radiacion, que viaja a la velocidad de la luz, no puede reflejarse en la frontera del universo y retornar hacia el supuesto origen?Claro, esto sería si se expandiera a menor velocidad que la luz.Cosa que pienso.

[sebagr]

No me cierra esta explicacion.De ser así la "cinta transportadora" debió haberse expandido mas rapido que la velocidad de la luz,en algún momento,cosa que la masa no puede hacer.No creo que el universo se haya expandido a semejante velocidad.

¿Por que la radiacion, que viaja a la velocidad de la luz, no puede reflejarse en la frontera del universo y retornar hacia el supuesto origen?Claro, esto sería si se expandiera a menor velocidad que la luz.Cosa que pienso.

Marfma, lo que decís es correcto: la expansión del espacio pareciera no estar limitada por la velocidad de la luz, por lo que el Universo, en teoría, podría expandirse a mayor velocidad que esta.

La segunda parte de tu post no la entendí.

Saludos!

[marfma]

Un delirio mío. Como pienso que no puede expandirse a mayor velocidad que la luz, ni siquiera a igual velocidad,la radiacion de fondo que sí viaja a la velocidad de la luz,debería haber alcanzado los "limites" del universo y así haber rebotado?

[sebagr]

Un delirio mío. Como pienso que no puede expandirse a mayor velocidad que la luz, ni siquiera a igual velocidad,la radiacion de fondo que sí viaja a la velocidad de la luz,debería haber alcanzado los "limites" del universo y así haber rebotado?

Ahhh ok, ahí entendí. El tema es que no hay nada contra qué rebotar, a no ser que consideremos un Universo cerrado en sí mismo, claro.

La teoría actual habla de una fase de inflación no limitada por la velocidad de la luz, sino muchísimo más violenta, que poco a poco fue disminuyendo hasta alcanzar hoy una aceleración estimada en unos 70.4 Km/s por Mega pársec (3.260.000 años luz)

[Borges]

Disiento con vos Seba. No hay tal punto, solo un estado del universo. Cuando se dio la expansión el universo no estaba en un lugar, de hecho espacio tiempo etc estaban allí listos a surgir, por lo tanto no existe un "centro" ubicado en el espacio porque lo que se estaba expandiendo era TODO el universo.

Por lo que nos explicó un astrónomo que vino a charlar precisamente del tema a Mza, el error radica en pensar en dicha expansión como una explosión en donde si tenemos un "punto cero" pero en el caso del universo, donde todo, tiempo, luz espacio eran un potencial aún... hubo una expansión de la totalidad de sí.

http://www.fcaglp.unlp.edu.ar/~ostrov/ext1.html

http://www.lanacion.com.ar/nota.asp?nota_id=948951

http://www.arturosoria.com/fisica/art/bigbang.asp

http://www.atlasoftheuniverse.com/espanol/bigbang.html

http://www.astronomia.net/cosmologia/FAQ15.htm

[sebagr]

Marcos,

Te estaba por responder un post gigante pero creo que nos empezaríamos a ir por las ramas.

Te contesto dos cosas. En primer lugar, que ninguno de los 5 links que posteaste explica lo del "punto cero". Simplemente dicen que no existió, pero fallan miserablemente al dar una explicación, sino que más bien lo plantean como dogma. Es más bien creerlo o no.

El hecho de que toda la materia haya estado concentrada inicialmente a tal punto que la temperatura era infinitamente alta significa que ni siquiera existían los quarks posiblemente. Si estaba concentrada, estaba toda reducida en una región del espacio (llamalo "punto cero", región, lo que quieras, pero estaba toda junta). Que no podamos calcular dónde está ese punto o región, no significa que no exista.

Además, se habla de la suposición de que desde cualquier parte del Universo se ve lo mismo, pero nos resulta imposible estar seguros de esto. Pero incluso si esto fuera cierto para la mayor parte del Universo, podría haber regiones en las que no sucediera esto (pensando la expansión del espacio sólo en 3 dimensiones, sería cerca del borde de la "esfera"). Si nos vamos a más dimensiones, mejor ni intentar imaginárselo

Y esto está de acuerdo al segundo punto que te quería comentar: cualquier explicación de la que hablemos depende de SUPOSICIONES. Entonces, cuando vos me hablás, decime por favor qué estás suponiendo:

a) Hay cantidad de materia finita o infinita?

b) El espacio es curvo?

c) Si el espacio es curvo, está curvado positiva o negativamente?

d) Si el espacio está curvado positivamente (bah, nunca me acuerdo cuál es cuál), es plano (curvatura 0), parabólico o hiperbólico?

e) El corrimiento hacia el rojo que vemos de las galaxias es por efecto Doppler, o pensás que puede ser otra cosa como una deformación de las ondas viajando a través del vacío? En este último caso, las galaxias no se estarían alejando, sino que simplemente veríamos un efecto desconocido para nosotros y estaríamos intentando explicarlo con las herramientas equivocadas.

f) Creés que existe la energía oscura? No hay evidencias de ésta, así que sólo se basa en suposiciones. Esto es importantísimo, porque habla de cómo se está expandiendo el universo, pero ni siquiera hay evidencias de esta energía!

g) Cuántas dimensiones hay? 3? 4? 11? 12? 13? 14? 15? Infinitas?

Como verás, cualquier explicación en cosmología depende tanto de observaciones como de suposiciones, ya que ninguna de las respuestas que des a todo esto puede ser 100% segura, tan sólo avalada por algunas observaciones (y no todas, seguramente).

De acuerdo a la mayoría de las teorías del Big Bang (no es una sola teoría), el punto/región cero sí existió, pero nos resulta imposible conocerlo actualmente. Y cuando resulta imposible o muy difícil saber algo, mucha gente se siente mejor evitando mostrar su ignorancia y diciendo que la explicación es otra - como sucedió con la existencia del éter, y actualmente la energía oscura.

Esos 5 links (bah, 4, porque hay uno que ni siquiera menciona el problema) pecan de lo mismo: afirman algo y no lo explican.

[Borges]

Bueno sería interesante conocer la opinión de alguien que ralmente sepa del tema entonces porque yo solo soy un observador del cielo no físico y seguro hay mil posturas sería mucha casualidad que todos los links que te puse mencionen que no hay punto CERO por las mismas razones que te estoy diciendo y es que TODO el universo incluido el ESPACIO (lugar ancho largo distancia tiempo luz) aún no existían como se conocen.

Saludos

[sebagr]

Bueno sería interesante conocer la opinión de alguien que ralmente sepa del tema entonces porque sería mucha casualidad que todos los links que te puse mencionen que no hay punto CERO por las mismas razones que te estoy diciendo y es que TODO el universo incluido el ESPACIO (lugar ancho largo distancia tiempo luz) aún no existían como se conocen.

Bueno, gracias por insinuar que no sé nada del tema

Decir que muchos links dicen lo mismo para justificar tu postura me parece poco serio de tu parte... sobre todo cuando ninguno realmente explica el tema sino más bien lo plantean como dogmas (y uno de ellos ni siquiera habla del tema).

Densidad = materia / espacio. Si hablamos de un estado inicial híper denso, dejo que saques tus propias conclusiones.

Yo tengo una posición humilde, acepto la posibilidad de estar equivocado. Entonces, ¿me podés explicar cómo es que un estado infinitamente denso de la materia puede ser posible sin estar hablando de un espacio reducido? (llamalo punto, región, o lo que quieras).

Pero explicámelo, por favor. No me mandes links sin explicaciones.

[Borges]

Yo no insinúo nada y si te tomás el tiempo de leer bien lo que escribí no dirías eso y te darías cuenta de que de inmediato señalé no ser un docto en la materia y me limitaba a señalar algo explicado por un conferencista y los links que coloqué fueron a manera referencial.

Respecto de tu opinión sobre mi seriedad la dejo como tal a tu criterio y no pienso refutarla.

No es la primera vez que te veo en una actitud de este tipo que no me parece nada humilde y al contrario la veo bastante poco considerada.

[sebagr]

Yo no insinúo nada y si te tomás el tiempo de leer bien lo que escribí no dirías eso y te darías cuenta de que de inmediato señalé no ser un docto en la materia y me limitaba a señalar algo explicado por un conferencista y los links que coloqué fueron a manera referencial.

Respecto de tu opinión sobre mi seriedad la dejo como tal a tu criterio y no pienso refutarla.

No es la primera vez que te veo en una actitud de este tipo que no me parece nada humilde y al contrario la veo bastante poco considerada.

Marcos, como administrador creo que estaás dando un mal ejemplo al hacer la cosa personal e irte del tema.

Yo sigo en tema y te pido una explicación sobre qué es lo que estoy diciendo mal, ya que fuiste vos el que dijo no estar de acuerdo. Si no la tenés, un humilde "no sé" alcanza.

[Alvarez]

En primer lugar, me parece que deberías bajar un cambio Sebas, leí el post entero 100 veces y en ningún lugar se menciono nada descalificatorio hacia vos, simplemente se dijo "conocer la opinión de alguien que sepa del tema", y saber del tema no es haber leído libros de divulgación, haber asistido a conferencias o buscar 1000 sitios en internet.

En realidad ninguno de los que estamos acá "sabe del tema", apenas arañamos la superficie. Sólo conocemos algún que otro modelo simplificado, pero carecemos absolutamente del background matemático y físico como para comprender acabadamente los modelos que plantea la cosmología. Al menos, estoy seguro de que yo no los conozco a pesar de haber pasado por ingeniería e incursionado en física y matemática en exactas, se que aún me falta tomar mucha sopa para poder decir simplemente "tengo idea".

Es precisamente por esa razón que no me voy a meter a tratar de tirar luz sobre este asunto del punto cero, ya que seguramente metería más oscuridad, pero lo que si puedo decir es que se debería tratar de no ser tan soberbio como para determinar como debe actuar el otro. Aceptemos nuestras limitaciones y tratemos de explicar algo que nos supera de la mejor forma posible, en lo posible sin descalificar.

[ricardo]

Es la discusion de un tema para aclarar conceptos, no una puja muchachos, y menos que se convierta en algo personal, enfoquemos, enfoquemos...

Saludos y buenos cielos!

[JPM]

En cuanto a lo que dijo Marfma sobre que no concibe que el espacio se "mueva" a mayor velocidad que la luz hay un error de interpetación sobre lo que dice la relatividad general. Esta teoría nos dice que la matería-energía tiene como límite cósmico de movimiento absoluto a la velocidad de la luz (3.10^8 m/s aprox). En ningún momento nos dice que el espacio-tiempo deba respetar este principio. Es más, la teoría inflacionaria de Alan Guth nos dice que el espacio puede expandirse a mayor velocidad que la luz sin violar nada.

Desde mi punto de vista, la radiación de fondo de microondas se pude ver por la explicación que nos brindó Sebagr, es una buena forma de ver lo que se conoce como movimiento relativo y además no tenemos que olvidarnos que el universo es tremandamente enorme con una cantidad tremendamente mayor de objetos que reflejan la radiación en practicamente todas direcciones. Si uno considera esto se da cuenta que lo raro sería no detectarla.

Respecto a lo que se habló sobre el "punto cero", creo que carece de sentido hablar de algo que para nosotros no existió y que estuvo "antes" del tiempo. Me da la sensación que eso es hacer filosofía ya que las leyes científicas actuales no se aplican a este fenómeno porque es una singularidad físico-matemática. Hasta ahora, ojo al piojo.

Es muy dificil querer imaginar algo que escapa a nuestro limitada percepción del universo. Además tenemos la concepción errónea de pensar en el Big Bang como un explosión. Es imposible mantener ese concepto ya que la explosión es un tranporte de energía en forma aleatoria y aprox. esférica, siempre en el espacio-tiempo existente. En el Big Bang, no había tal, sólo la nada y un instante después la generación de la dimensionalidad espacio-tiempo y a una tasa de crecimiento desmedida que genero la uniformidad que este posee, nada más lejano a una explosión.

En cuanto a los egos, Seba me parece que nadie en ningún momento quiso insinuar nada sobre tu idoneidad en el tema. Aca somos todos aficionados y ninguno sabe demasiado como para dar una cátedra sobre esto, eso está claro. Si he visto que estas en el tema y se puede hablar a gusto de esto con vos, porque siempre tenés una respuesta. Creo que le debes una disculpa a Marcos porque el más que nadie en este foro siempre ha tratado de ser imaparcial y respetuoso con todos, y referirte a él como poco serio o que falta a su función de administrador... creo que eso es irse del tema y tomarselo como personal. Acá estamos para hablar de los temas que nos gustan, intercambiar ideas y no defender a rajatabla las nuestras por encima de los demás. Por eso creo que si hace falta la opinión de gente autorizada en el tema que evacue las dudas que podamos tener.

Saludos a todos.

[sebagr]

Muchachos,

El otro día se cerró el post para evitar desvirtuar el tema, seguimos la charla por chat y ya limamos todas las asperezas

Entre otras cosas, ACB aportó que sí hubo una "región" cero. Como dije en mis posts anteriores, siempre me interesa mantenerme en tema así que si quieren seguir hablando al respecto, me prendo.

Saludos,

[JPM]

Me parece genial entonces.

Saludos.

[Alvarez]

Simple aclaración respecto del punto cero. Punto cero (posiblemente una mala traducción de "ground zero") es el punto en que se origina una detonación, pero no implica que la bomba sea puntual. Idem con el Bing Bang, si hubo un punto cero, pero no era puntual si "una región" con una sopa de alta energía.

Respecto a la apreciación del punto cero, y comparandola con una detonación, sólo un observador parado fuera del universo podría ver el punto cero, el universo entero está dentro de la onda expansiva de la explosión. Si a eso le sumamos que estamos hablando de una geometría no euclidiana se complica aún un poco más.

[Aldo]

Hola!

Dudé mucho antes de hacer este post visto la discusión generada, pero veo que ha sido subsanada.

Me queda la duda con respecto a que llaman "punto 0", veo dos opciones:

a) a la singularidad del comienzo del universo en que todo el espacio-tiempo estaba concentrado en un punto. Si es así, estamos de acuerdo.

b) a una región de nuestro universo a la que podemos llamar "el lugar donde nació el universo". En este caso, no estoy de acuerdo. Me explico:

La radiación cósmica de fondo es isótropa, es decir, es igual desde cualquier dirección hacia donde miremos (hay unas pequeñísimas variaciones pero también son las mismas en todos los sectores). Si fuese cierto que hay un punto central en el universo, deberíamos detectar la radiación procedente de un mismo sector, cosa que no sucede, a menos que el centro del universo sea la Tierra.

Saludos

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_de_fondo_de_microondas

[sebagr]

Aldo, todo bien, mantengámonos en tema y seguimos charlando

No entiendo la diferencia entre el punto a) y b) que planteás. Para mí son la misma cosa...

Pero el razonamiento que hacés de b), que deberíamos detectar toda la radiación del mismo punto, no es así ya que supuestamente hubo un período de híperinflación en el que el espacio se expandió [muchísimo] más rápido que la radiación misma, por lo que la radiación que viajaba hacia la "derecha" fue desplazada hacia la "izquierda" violentamente, y sólo después de muchísimo tiempo es que realmente comenzó a viajar hacia la "derecha".

En teoría, por eso es que vemos radiación venir de todos lados: porque fue desplazada hacia allí y recién ahora nos alcanza su viaje hacia nosotros.

(notá que puse "derecha" e "izquierda" entre comillas sólo para ejemplificar, no me estoy refiriendo a ningúna orientación en particular porque no la hubo sino que fue una expansión global donde toda la radiación fue desplazada hacia todos lados)

Saludos,

[JPM]

Hola Aldo, yo creo que la explicación de eso se puede encontrar en la teoría inflacionaria. El espacio se expandió mucho más rápido que la luz misma. Por ende la radiación nos llega recién ahora y aparantemente proveniente de todos lados. Además, creo, como dije antes que hacia cualquier lado que viaje un fotón en el espacio siempre va a encontrarse con una porción de materia que lo refleja. Por ende cualquier radiacón electromagnética al cabo de un tiempo termina siendo reflejada en todas direcciones.