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Inflación: el estadio embrionario del universo Juan García-‐Bellido IFT-‐UAM/CSIC 14 de Noviembre de 2014 Residencia de Estudiantes de Madrid https://www.youtube.com/watch?v=17jymDn0W6U El espacio es homogéneo e isótropo (a gran escala) 5 billion years (you are here) Relatividad General Universo en expansión Espectro visible: violeta - rojo El Universo se enfría como un gas en expansión La Inflación Cosmológica Alan Guth Andrei Linde Una pequeña burbuja de vacío cuántico se expande rápidamente hasta ocupar todo el Universo Densidad constante GR Crecimiento exponential Secciones espaciales planas y homogéneas Fluctuaciones cuánticas dentro del horizonte Perturbaciones clásicas de la métrica Gaussian random field Arrugas en el espacio-tiempo A y x Estiradas a escalas cosmológicas Cruzando el Horizonte perturbación horizonte región causal Inflación Radiación Materia Durante Inflación Después de Inflación Consecuencias de Inflación Inflación Fluctuaciones cuánticas Anisotropías del fondo de radiación 10-35 segundos después del Big Bang microondas 380.000 años después del Big Bang Ondas gravitacionales 13.800 Millones años después del Big Bang Formación Estructura Fondo de Radiación de Microondas WMAP @ L2 Planck Planck (2013) Planck (2013) 6 parámetros ΛCDM Inflación predijo esta curva hace más de 30 años ĺEl Universo es Euclídeo! Predicciones de Inflación • Homogeneidad & planitud • Origen cuántico de fluctuaciones • Espectro aprox. invariante de escala • Estadística Gausiana (ground state) • Coherente, acausal (superhorizonte) • Perturb. escalar & tensor (GW) • Amplitudes & índices relacionados Anisotropías Polarización CMB La luz lleva energía y polarización (campo vector) Un campo vector tiene dos comp. grad. + rot. (E + B) Polarización lineal del CMB 8π e σT = 3m 2c 4 4 E-mode and B-mode patterns Polarización alrededor Hot spots Polarización E Polarización B Polarización alrededor Cold spots Polarización E Polarización B Scott-Amundsen South Pole Station BICEP South Pole Telescope BICEP2 South Hole Medidas de BICEP2 ¿Podría el Satélite Planck confirmarlo? synchrotron dust Mapas de polvo galáctico : Planck 353 GHz Mapas de polvo galáctico : Planck 353 GHz Norte Sur BICEP2 Planck aún no ha analizado 150 GHz Si se confirmara ¿Cuál sería la escala energía de Inflación? ¿Cual es la escala de energía de inflación? ⎛ ⎞ M inf r = 0.13 ⎜ ⎟ 16 ⎝ 2 × 10 GeV ⎠ = 0.2 4 ¿Cual es la escala de energía de inflación? Inflacion 10 −13 eV Nanotec 10 −4 eV T0 1 eV 10 7 eV Biologia Nuclear 1013 eV 10 20 eV 10 25 eV 10 27 eV LHC UHECR MGUT M Pl ¿Una puerta a la gravedad cuántica? La Cosmología guía la Física Fundamental Inflación y física fundamental Predicciones de Inflación Fluctuaciones cuánticas Anisotropías de la radiación de fondo Inflación 380.000 años después del Big Bang fotones Ondas gravitacionales 13.800 millones años después del Big Bang Formación estructura
