Cosmología Brane se refiere a varias teorías en la física de partículas y cosmología relacionada con la teoría de cuerdas , la teoría de supercuerdas y M-teoría .
Brane y mayor [ editar ]
La idea central es que el universo tridimensional visible está restringido a una brana dentro de un espacio de dimensión superior, llamado "volumen" (también conocido como "hiperespacio"). Si las dimensiones adicionales son compactas , entonces el universo observado contiene la dimensión adicional, y entonces ninguna referencia al volumen es apropiada. En el modelo a granel, al menos algunas de las dimensiones adicionales son extensas (posiblemente infinitas), y otras branas pueden moverse a través de este bulto. Las interacciones con el bulto, y posiblemente con otras branas, pueden influir en nuestra brana y, por lo tanto, introducir efectos que no se ven en modelos cosmológicos más estándar.
¿Por qué la gravedad es débil y la constante cosmológica es pequeña [ editar ]
Algunas versiones de la cosmología brane, basadas en la idea de gran dimensión extra , pueden explicar la debilidad de la gravedad en relación con las otras fuerzas fundamentales de la naturaleza, resolviendo así el problema de la jerarquía . En la imagen de brane, la fuerza nuclear electromagnética , débil y fuerte.están localizados en la brana, pero la gravedad no tiene tal restricción y se propaga en el espacio-tiempo completo, llamado volumen. Gran parte del poder atractivo gravitacional "se filtra" en el volumen. Como consecuencia, la fuerza de la gravedad debe aparecer significativamente más fuerte en escalas pequeñas (subatómicas o al menos submilimétricas), donde se ha "filtrado" menos fuerza gravitacional. Varios experimentos están actualmente en curso para probar esto. [1] Las extensiones de la idea de dimensión extra grande con supersimetría en el volumen parecen ser prometedoras para abordar el llamado problema de la constante cosmológica . [2] [3] [4]
Modelos de la cosmología de branas [ editar ]
Uno de los primeros intentos documentados de aplicar la cosmología brane como parte de una teoría conceptual data de 1983. [5]
Los autores discutieron la posibilidad de que el Universo haya dimensiones, pero las partículas ordinarias están confinadas en un pozo potencial que es estrecho a lo largo Direcciones espaciales y planas a lo largo de otras tres, y propuso un modelo particular de cinco dimensiones.
En 1998/99, Merab Gogberashvili publicó en arXiv una serie de artículos en los que mostró que si se considera que el Universo es una capa delgada (un sinónimo matemático de "brane") que se expande en un espacio de 5 dimensiones, existe la posibilidad de obtener una escala. para la teoría de partículas correspondiente a la constante cosmológica de 5 dimensiones y al espesor del Universo, y así resolver el problema de la jerarquía . [6] [7] [8] También se demostró que la cuatro dimensionalidad del Universo es el resultado del requisito de estabilidad encontrado en matemáticas ya que el componente adicional de las ecuaciones de campo de EinsteinLa solución confinada para campos de materia coincide con una de las condiciones de estabilidad.
En 1999 se propusieron los escenarios de Randall-Sundrum estrechamente relacionados , RS1 y RS2. (Ver el modelo de Randall-Sundrum para una explicación no técnica de RS1). Estos modelos particulares de cosmología brane han atraído una considerable cantidad de atención.
Más tarde, aparecieron las propuestas pre-big bang , ekpyrotic y cíclicas . La teoría ekpyrotic hipotetiza que el origen del universo observable ocurrió cuando colisionaron dos branas paralelas. [9]
Pruebas empíricas [ editar ]
Hasta el momento, no se ha reportado evidencia experimental o observacional de grandes dimensiones adicionales , como lo requieren los modelos de Randall-Sundrum. Un análisis de los resultados del Gran Colisionador de Hadrones en diciembre de 2010 restringe severamente los agujeros negros producidos en teorías con grandes dimensiones adicionales. [10] . El reciente evento de ondas gravitacionales multi-mensajero GW170817 también se ha utilizado para poner límites débiles en grandes dimensiones adicionales.
El Calendario Cósmico es un método para visualizar la cronología del universo , escalando su edad actual de 13.8 mil millones de años a un solo año para ayudar a intuirlo con fines pedagógicos en la educación científica o ciencia popular .
En esta visualización, el Big Bang tuvo lugar desde el 1 de enero a la medianoche, y el momento actual se extiende hasta el 31 de diciembre justo antes de la medianoche. [1] En esta escala, hay 437.5 años por segundo, 1.575 millones de años por hora y 37.8 millones de años por día.
El concepto fue popularizado por Carl Sagan en su libro The Dragons of Eden (1977) y en su serie de televisión Cosmos . [2] Sagan continúa extendiendo la comparación en términos de área de superficie, explicando que si el Calendario Cósmico se escala al tamaño de un campo de fútbol, "toda la historia humana ocuparía un área del tamaño de [su] mano" .
El año cósmico [ editar ]
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El Calendario Cósmico muestra la relación de escala de tiempo del universo y todos los eventos en la Tierra como se traza a lo largo de un año de 365 días, 365 días:
Cosmología [ editar ]
| Fecha | Gya | Evento |
|---|---|---|
| 1 de enero | 13.8 | Big Bang , como se ve a través de la radiación de fondo cósmico |
| 14 de enero | 13.1 | La ráfaga de rayos gamma más antigua conocida |
| 22 de enero | 12.85 | Primera forma de galaxias [4] |
| 16 de marzo | 11 | Galaxia de la Vía Láctea formada |
| 12 de mayo | 8.8 | Disco de galaxia de la Vía Láctea formado |
| 2 de septiembre | 4.57 | Formación del Sistema Solar. |
| 6 de septiembre | 4.4 | Rocas más antiguas conocidas en la tierra |
Fecha en año calculada a partir de la fórmula.
T (días) = 365 días * 0.100 / 13.797 (1- T_Gya / 13.797)
Evolución de la vida en la Tierra [ editar ]
| Fecha | Gya | Evento |
|---|---|---|
| 14 de septiembre | 4.1 | Los primeros "restos de vida biótica " conocidos se encuentran en rocas de 4.1 mil millones de años en Australia Occidental . [5] [6] |
| 21 de septiembre | 3.8 | Primera vida ( procariotas ) [7] [8] [9] |
| 30 de septiembre | 3.4 | Fotosíntesis |
| 29 de octubre | 2.4 | Oxigenación de la atmósfera. |
| 9 de noviembre | 2 | Células Complejas ( Eucariotas ) |
| 5 de diciembre | 0.8 | Primera vida multicelular [10] |
| 7 de diciembre | 0.67 | Animales simples |
| 14 de diciembre | 0,55 | Artrópodos (ancestros de insectos, arácnidos) |
| 17 de diciembre | 0.5 | Peces y Proto-anfibios |
| 20 de diciembre | 0.45 | Plantas de tierra |
| 21 de diciembre | 0.4 | Insectos y semillas |
| 22 de diciembre | 0.36 | Anfibios |
| 23 de diciembre | 0.3 | Reptiles |
| 24 de diciembre | 0.25 | Evento de extinción del período triásico , el 90% de las especies desaparecen |
| 25 de diciembre | 0.23 | Dinosaurios |
| 26 de diciembre | 0.2 | Mamíferos |
| 27 de diciembre | 0.15 | Aves |
| 28 de diciembre | 0.13 | Las flores |
| 30 de diciembre, 06:24 | 0.065 | Evento de extinción cretáceo-paleogénico , dinosaurios no avianos desaparecen [11] |
La evolución humana [ editar ]
| Fecha / hora | mya | Evento |
|---|---|---|
| 30 de diciembre | sesenta y cinco | Primates |
| 31 de diciembre, 06:05 | 15 | Los monos |
| 31 de diciembre, 14:24 | 12.3 | Homínidos |
| 31 de diciembre, 22:24 | 2.5 | Humanos primitivos y herramientas de piedra |
| 31 de diciembre, 23:44 | 0.4 | Domesticación del fuego |
| 31 de diciembre, 23:52 | 0.2 | Humanos anatomicamente modernos |
| 31 de diciembre, 23:55 | 0.11 | Comienzo del período glacial más reciente |
| 31 de diciembre, 23:58 | 0.035 | Escultura y pintura |
| 31 de diciembre, 23:59:32 | 0.012 | Agricultura |
La historia comienza [ editar ]
| Fecha /hora | kya | Evento |
|---|---|---|
| 31 de diciembre, 23:59:33 | 12.0 | Fin de la edad de hielo |
| 31 de diciembre, 23:59:41 | 8.3 | Inundaciones de Doggerland |
| 31 de diciembre, 23:59:46 | 6.0 | Calcolítico |
| 31 de diciembre, 23:59:47 | 5.5 | Edad de bronce temprana ; Proto-escritura ; Edificio de Stonehenge Cursus |
| 31 de diciembre, 23:59:48 | 5.0 | Primera dinastía de Egipto , Periodo dinástico temprano en Sumer , Comienzo de lacivilización del valle del Indo |
| 31 de diciembre, 23:59:49 | 4.5 | Alfabeto , Imperio acadio , Rueda |
| 31 de diciembre, 23:59:51 | 4.0 | Código de Hammurabi , Reino Medio de Egipto |
| 31 de diciembre, 23:59:52 | 3.5 | Edad del Bronce Final hasta la Edad del Hierro Temprano ; Erupción minoica |
| 31 de diciembre, 23:59:53 | 3.0 | Edad del hierro ; Inicio de la antigüedad clásica. |
| 31 de diciembre, 23:59:54 | 2.5 | Buda , Mahavira , Zoroastro , Confucio , Dinastía Qin , Grecia clásica , Imperio Ashokan ,Vedas completadas, Geometría euclidiana , Física de Arquímedes , República romana |
| 31 de diciembre, 23:59:55 | 2.0 | Astronomía ptolemaica , Imperio romano , Cristo , Invención del número 0 , Imperio Gupta |
| 31 de diciembre, 23:59:56 | 1.5 | Muhammad , civilización maya , dinastía Song , ascenso del Imperio Bizantino |
| 31 de diciembre, 23:59:58 | 1.0 | Imperio mongol , Imperio maratha , Cruzadas , Cristóbal Colón Viajes a América,Renacimiento en Europa, Música clásica hasta la época de Johann Sebastian Bach |
El segundo actual [ editar ]
| Fecha / hora | kya | Evento |
|---|---|---|
| 31 de diciembre, 23:59:59 | 0.5 | Historia Moderna ; Los últimos 437.5 años antes del presente . |
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