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Evidencias Observacionales de la Cosmología Moderna. Ciclo Física de Altas Energías 2000. Tres Preguntas. ¿Hay suficiente masa para cerrar el Universo? ¿Es acelerada la expansión? Energía Oscura ¿Es curvo el Universo?. Parámetros Cosmológicos. Densidad: - PowerPoint PPT Presentation
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L. Infante
Evidencias Observacionales de la Cosmología Moderna
Ciclo Física de Altas Energías
2000
L. Infante
Tres Preguntas
• ¿Hay suficiente masa para cerrar el Universo?
• ¿Es acelerada la expansión? Energía Oscura
• ¿Es curvo el Universo?
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Parámetros Cosmológicos• Densidad:
– Densidad de masa - materia ordinaria– Energía Cinética de partículas y radiación– Energía asociada a campos– Energía asociada al vacío
• Curvatura: k/a2 (a medida que el universo se estira, este término se hace menos importante),
• Consideremos un universo compuesto únicamente de:– materia bariónica (ordinaria) y oscura (exótica), m
– curvatura, k
– energía de vacío (constante cosmológica),
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Parámetros cont.
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0,38
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381
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38
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222
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aHk
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HG
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k
mm
m
m
km1
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Triángulo Cósmico
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Modelos, CDM
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¿ES ACELERADA LA EXPANSIÓN?
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¿ES CURVO EL UNIVERSO?
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PASADO, PRESENTE Y
FUTURO
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ESTRUCTURA DE GRAN ESCALA
LSS
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Paradigma Actual
1- Universo evoluciona Big Bang Inflación Era dominada por Radiación Era dominada por Materia Era dominada por Energía Oscura
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2- La Gravedad es la Fuerza principal que determina la evolución Cósmica
3- Perturbaciones de densidad crecen a partir de pequeñas fluctuaciones aleatorias generadas durante inflación.
4- El Universo está hecho de: materia bariónica (estrellas, planetas, gas) materia oscura, fría (CDM) o caliente (HDM) energía oscura
5- Universo Plano: Total = 1
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Formación de Estructura Teoría
Big BangTeoría de Perturbaciones Lineales
Fluctuaciones PrimordialesModelos de Formación
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Observaciones Catálogos
Distribución de Galaxias
Catálogos FotométricosCatálogos de Redshift
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Catálogo 2-dF, 16.419 galaxias en una franja del Sur.
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Métodos Estadísticos
Funciones de CorrelaciónEspectro de Potencia
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Proyecto 1 z0.5Acumulación y Evolución de
Pequeños Grupos de Galaxias• Objetivo: Entender la formación y evolución de
estructuras en el Universo, desde galaxias individuales, grupos de galaxias hasta cúmulos de galaxias.
• Datos primarios: SDSS, franja ecuatorial• Datos secundarios: Espectroscopia para obtener
redshifts.• Resultados esperados: dN/dz en función de z, número
de ocupación y masa
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Bias (sesgo)• La distribución de las galaxias es una muestra sesgada
de la distribución de la materia.– Formación de galaxias sólo en los peaks más altos de las
fluctuaciones.– Sin embargo, la materia se acumula continuamente.
• Para comparar los modelos de formación de estructura debemos entender como es este sesgo.
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Número de Ocupación de HalosHOD
Formulación del sesgo, la relación entre la distribución de materia y la distribución de las galaxias para un tipo específica de galaxias por: La distribución de probabilidades P(N/M) que un halo de masa virial
M tenga N galaxias La relación entre la distribución espacial entre las galaxias y la
materia oscura La relación entre la distribución de velocidades entre galaxias y
materia oscura.
La determinación de estas tres relaciones provee un conocimiento total de la relación entre galaxias y la distribución general de
materia.
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Mediciones• Detectamos pares, tríos, cuádruples, etc. n2 en el
catálogo SDSS.• Calculamos amplitud de funciones de correlación, ()• Medimos redshifts de un selecto número de sistemas• Con z y N obtenemos dN/dz• De-proyectamos () y obtenemos ro, longitud de
correlación• Comparamos ro para sistemas con distintos HOD
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Resultados Preliminares
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El Futuro
• Tiempo de Telescopio en– 6.5m Magallanes– 3.6m ESO– NTT ESO
• Extender búsqueda en SDSS a 400 deg2 y más profundo (mayor z)
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Proyecto 2 z2Acumulación de cuasares y
cúmulos de alto redshift
• Determinar si los cuasares están acumulados a alto redshift
• Estudiar el entorno de estos cuasares• Detectar estructuras primordiales
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Método
• Elegir todos los cuasares a z=2,3 y 4• Hacer imágenes con un filtro angosto ajustado al
z correspondiente a la línea Ly (1320 amgstroms)
• Hacer imágenes con un filtro ancho para cubrir el continuo alrededor de Ly
• La diferencia en color (banda ancha - banda angosta) en función del brillo determina cuales son candidatos
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Observaciones
Cuasares redshift = 3 – VLT, fotometría, Noviembre 2000– VLT, espectroscopia, Noviembre 2001– Gemini, detección de galaxias elípticas
Cuasares redshift = 2– CTIO 4m, fotometría, Septiembre 2001– ESO 3.6m, Espectroscopia
Cuasares redshift = 4, VLT imágenes
