7 nov 2010

Las formas del Universo:

Existen varias teorías sobre las formas del universo: 

1) Los cosmólogos y los astrónomos describen la geometría del universo incluyendo dos modalidades: la geometría local, es decir, aquella referida a la forma del universo observable, y la geometría global que trata de describir el espacio-tiempo del universo completo:

- La geometría local es la que corresponde a la curvatura que describe cualquier punto arbitrario en el universo. Muchas observaciones astronómicas, tales como la de una supernova, muestran un universo observable bastante homogéneo e isótropo (característica de los cuerpos cuyas propiedades físicas no dependen de la dirección), y se deduce que su expansión se está acelerando.
Otro camino para establecer la geometría local propone que, si todas las formas de Energía oscura son ignoradas, entonces la curvatura del universo puede ser determinada midiendo la densidad media de la materia que está dentro de él, asumiendo que toda la materia está distribuida uniformemente.
Un aspecto de la geometría local, surgida de la aplicación de la Relatividad General y el modelo de FLRW ( Friedman-Lemaître-Robertson-Walker, solución exacta de las ecuaciones de campo de Einstein de la relatividad general.), es que el parámetro de densidad, Omega (Ω), está relacionado con la curvatura del espacio. Omega es la densidad requerida para que el universo sea plano (sin curvatura). Si la curvatura es cero, entonces Ω = 1, y el Teorema de Pitágoras es correcto. Si por el contrario Ω > 1, habrá una curvatura positiva, y si Ω < 1, habrá una curvatura negativa; en cualquiera de estos dos casos el teorema de Pitágoras sería incorrecto.



- La geometría global cubre la topología de todo el universo observable y más allá de él. Dos investigaciones que se superponen fuertemente dentro del estudio de la geometría global son:
*  si el universo es infinito en extensión o es un espacio compacto o finito.
*  si el universo tiene una topología de conexión simple o no simple.
El modelo de universo con el que cosmólogos y astrofísicos trabajan actualmente, se conoce como teoría de la gran explosión o Big Bang.

2) Otra forma alternativa:

La Revista Physical Review Letters publicó un trabajo de dos astrofísicos, Borge Nodland, de la Universidad de Rochester y John Ralston, de la Universidad de Kansas, quienes presentaron evidencias de que el principio cosmológico podría no ser válido, ya que el espacio muestra indicios de violar la condición de isotropía. Ralston y Nodland analizaron las ondas de radio de 160 galaxias distantes y descubrieron que las señales captadas por los radiotelescopios giraban a medida que avanzaban por el espacio. 
Según sus observaciones, cuando las ondas de radio parecen cumplir una vuelta completa, exhiben una trayectoria que recuerda la forma de un tirabuzón
.


Ese eje no es un objeto palpable ni visible sino que define una dirección del espacio que determina cómo viaja la luz.

"Quizá no fue una explosión perfecta, sino que el espacio y el tiempo giraron en el momento de la explosión",  "Ese giro hoy sería visto como ese eje que marca una orientación."
dijo Ralston sobre la noción de que el Big Bang fue completamente simétrico.


3) Otra posible solución es que el Universo fuera una híper esfera, un mundo de dos dimensiones en el que yendo en una dirección fija acabas retornando al punto de partida. Es decir, una esfera.

4) Según la teoría de la relatividad general, la geometría del Universo viene determinada por la fuerza de gravedad en cada punto, es decir, por la distribución de materia.
La cuestión es que esto depende del tipo de geometría isotrópica del mismo:

 - Si la geometría es Elíptica, entonces el ritmo de expansión del Universo acabará por llegar a cero y éste comenzará a contraerse sobre sí mismo hasta llegar a una implosión (big-crunch) debido a que la materia es la que genera las fuerzas gravitatorias que pueden acabar contrayendo el Universo o no.

- Si la geometría es Hiperbólica, el ritmo de expansión del Universo, aunque
decrece debido a las atracciones gravitatorias, siempre se mantendrá positivo
y por tanto el Universo estará en eterna expansión.

- En el caso de que tenga una geometría Euclídea ( aquella que estudia las propiedades del plano y el espacio tridimensional), el ritmo de expansión del Universo irá tendiendo a cero, aunque continuará creciendo para siempre.

5) Otra forma del Universo posible sería la teoría de cuerdas, la cual explica que en el Universo existe 1 dimensión temporal, 3 dimensiones espaciales ordinarias y 6 dimensiones compactificadas e inobservables en la práctica.



                        *Teoría sobre la Relatividad general:



























* Webgrafía:
- Forma del universo: http://es.wikipedia.org/wiki/Forma_del_universo
- Artículo sobre otra posible forma del universo descubierta por dos científicos: http://edant.clarin.com/diario/1997/04/22/e-03201d.htm
- Posibles soluciones para la forma del universo:
- Consulta sobre la teoría de la relatividad de Einstein: http://es.wikipedia.org/wiki/Teor%C3%ADa_de_la_relatividad
- Consulta sobre la geometría Euclidiana: http://es.wikipedia.org/wiki/Geometr%C3%ADa_euclidiana
- Consulta sobre la geometría Elípticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Geometr%C3%ADa_el%C3%ADptica
- Consulta sobre la geometría Hiperbólica: http://es.wikipedia.org/wiki/Geometr%C3%ADa_hiperb%C3%B3lica

Explicación científica del disfraz de Sheldon.



El disfraz de Sheldon demuestra de forma sencilla el efecto Doppler, en el se puede observar un punto blanco en el medio, representando el receptor del sonido que emite un cuerpo cuando se encuentra en movimiento con forme las ondas se acercan a éste.


Las ondas del disfraz, están representadas mediante barras verticales blancas y negras que constituyen la cresta y el valle de la onda. Cuando estas se acercan al punto blanco son cada vez más estrechas por lo que podemos decir que la frecuencia de dichas ondas aumenta y cuanto más se alejan del punto blanco son más amplias por lo que dicha frecuencia disminuye.

En general, podemos decir que las barras verticales blancas y negras representan el sonido omitido por un cuerpo y el tamaño y grosor de dichas barras, la longitud de onda.
Todo esto, Sheldon, lo explica mediante una pista, la cual es un sonido que va aumentando progresivamente y después vuelve a disminuir. Con esto pretende dar a entender el efecto Doppler, a medida que un cuerpo está en movimiento, este va comprimiendo las ondas del sonido que genera frente a él, por lo que el sonido es cada vez más agudo y cuanto más se alejan dichas ondas del cuerpo más se expanden por lo que el sonido es cada vez más grave.

Explicación del sonido:

   Según la longitud de onda, el sonido puede ser agudo o grave:

                                  

                Capítulo The Big Bang Theory - Efecto Doppler: