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““Las supernovas y la expansión del Universo”Las supernovas y la expansión del Universo”Carlos G. BornanciniCarlos G. Bornancini
Instituto de Astronomía Teórica y Experimental (IATE)Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Observatorio Astronómico de Córdoba
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““Einstein y su modelo de Universo”Einstein y su modelo de Universo”
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Corrimiento hacia el rojo Corrimiento hacia el rojo de las líneas espectrales de las nebulosasde las líneas espectrales de las nebulosas
Vesto Slipher (1912)
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Distancia
Velo
cidad
Edwin Hubble y la expansión del Edwin Hubble y la expansión del UniversoUniverso
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Distancias: magnitud Distancias: magnitud aparente y absolutaaparente y absoluta
( ) 5log5 −×=− rMm
Magnitud aparente
Magnitud absoluta
Distancia en parsecs
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Henrrietta Swan Leavitt
(1868-1921).
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Tiempo (días)
PbaM v log66 +=
Período (escala logarítmica, días)
Mag
nitu
d
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( ) 5log5 −×=− rMm
PbaM v log66 +=
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Cefeidas en galaxiasCefeidas en galaxias
D=50 millones de años luzHST 80 millones de años luz2500 galaxias
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Nuestra galaxia: la Vía LácteaNuestra galaxia: la Vía Láctea
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100.000 años luz
27.000 años luz
0.00137 años luz (12 horas luz)
La Vía Láctea: dimensionesLa Vía Láctea: dimensiones
400-<2000 años luz
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160 km
SolProx. centauri
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Vía Láctea Andrómeda
3 m
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Clasificación de galaxias: Secuencia de HubbleClasificación de galaxias: Secuencia de Hubble
Galaxias elípticas
Galaxias espirales con barra
Galaxias espirales
Galaxias lenticulares
Galaxias irregulares
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Galaxias espirales normalesGalaxias espirales normales
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Galaxias espirales con barraGalaxias espirales con barra
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Galaxias elípticasGalaxias elípticas
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Galaxias interactuantesGalaxias interactuantes
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Descomposición espectral de la Luz
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Corrimiento hacia el rojoCorrimiento hacia el rojo
galaxia muy
distante
Galaxia Distante
Galaxia Cercana
Estrella
Laboratorio(referencia)
Longitud de onda
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Efecto DooplerEfecto Doopler
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λ
λ′
Laboratorioen reposo
Galaxia
λλλ −′
=z zcv ×=
Corrimiento al rojoCorrimiento al rojo
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Ley de Hubble
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Universo en expansiónUniverso en expansión
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Hubble (1926-29).Hubble (1926-29).
dHv ×=
Tvd ×=
TdHd ××=
HT
1=
Edad del UniversoEdad del Universo
Vel
oci
dad
k
m/s
eg
Distancia (Mpc)
Ley de Hubble
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Final del UniversoFinal del Universo
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Analizar cuantas galaxias hay en un determinado volumen nos da información sobre la “forma” del espacio
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Ley del inverso de la distancia al cuadradoLey del inverso de la distancia al cuadrado
Brillo aparente de un objeto
2
1
r∝
( ) 5log5 −×=− rMm
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Diagrama de HubbleDiagrama de HubbleSupernovas tipo IaSupernovas tipo Ia
( ) 5log5 −×=− rMm
•Objetos muy brillantes•Distribuidos por todo el Universo•Que exista una ley para conocer sus brillos intrínsecos
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Diagrama de HubbleDiagrama de HubbleSupernovas tipo IaSupernovas tipo Ia
Animacion SN
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Video SN
Evolución de las estrellasEvolución de las estrellas
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SN 1987a, tipo II (Nube Mayor de Magallanes)
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SN1006c
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• En el Sol se fusionan 700 millones de toneladas de Hidrógeno por segundo
• La energía irradiada en 1s equivale a la explosión de 10.000.000 de bombas atómicas
• El Sol produce en 1s, 760.000 veces la producción energética de toda la tierra en 1 año• Por cada kilo de hidrógeno que se fusiona, 7 grs. se convierten en energía
Supernova: la misma energía que la irradiada por el Sol en 10 000 000 000 de años
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Supernovas distantes
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Las explosiones más grandes son más luminosas y duran mas tiempoLas explosiones más grandes son más luminosas y duran mas tiempo
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Diagrama de HubbleDiagrama de HubbleSupernovas tipo IaSupernovas tipo Ia
Premio Nobel de Premio Nobel de Física 2011Física 2011
Edad del Universo13.7+/-0.2 Gyrs
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Nuestro Sol
Hidrógeno 73,46%
Helio 24,85%
Oxígeno 0,77%
Carbono 0,29%
Hierro 0,16%
Neón 0,12%
Nitrógeno 0,09%
Silicio 0,07%
Magnesio 0,05%
Azufre 0,04%
Composición de la fotósfera
Temperatura superficial: 6000 ºCTemperatura en el núcleo: 13.600.000 ºC
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Hidrógeno 708 grsHidrógeno 708 grsHelio 247 grsHelio 247 grsOxígeno 36 grsOxígeno 36 grsCarbono 3 grsCarbono 3 grsNeón 4 grsNeón 4 grsOtros 2 grsOtros 2 grs
Hidrógeno 100 grsHidrógeno 100 grsHelio ---Helio ---Oxígeno 648 grsOxígeno 648 grsCarbono 181 grsCarbono 181 grsSodio 3 grsSodio 3 grsCalcio 2 grsCalcio 2 grsPotasio 1 grPotasio 1 gr
OtrosOtros
Composición Química del Universo
Universo actualHumano
Hidrógeno 750 grsHidrógeno 750 grsHelio4 240 grsHelio4 240 grsDeuterio Deuterio Helio3 el resto Helio3 el resto Litio7Litio7
Universo primitivo
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P. James E. Peebles
Robert Dicke
Una historia paralela:Una historia paralela:““La Radiación cósmica de fondo”La Radiación cósmica de fondo”
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Una historia paralela:Una historia paralela:““La Radiación cósmica de fondo”La Radiación cósmica de fondo”
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ProtónElectrónfotón
Tiempo
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ProtónElectrónfotón
Tiempo380.000 años (después del Big Bang)
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ProtónElectrónfotón
Tiempo380.000 años (después del Big Bang)
Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)
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Parámetros cosmológicosWMAP
029.0734.0
026.0222.0
0028.00449.0
5.20.710
±=Ω±=Ω
±=Ω±=
Λ
c
b
H 11 −− Mpckms
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De que está hecho el De que está hecho el Universo?Universo?
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Telescopio Espacial HubbleTelescopio Espacial Hubble
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BibliografíaBibliografía
““Corazones solitarios en el Cosmos” Corazones solitarios en el Cosmos” (1991).(1991). Dennis Overbye, Ed Planeta““El Universo Extravagante” El Universo Extravagante” (2006).(2006). Robert P. Kirshner. Ediciones Ciruela““Biografía del Universo”Biografía del Universo” (2007). John Gribbin. Ed Crítica. (Drakontos bolsillo)Ed Crítica. (Drakontos bolsillo)““El Universo en una cáscara de nuez” El Universo en una cáscara de nuez” (2011). Stephen Hawking. Ed Crítica. (Drakontos bolsillo)(2011). Stephen Hawking. Ed Crítica. (Drakontos bolsillo)““Los tres primeros minutos del Universo”Los tres primeros minutos del Universo” (1977). Steven Weinberg. Biblioteca Científica Salvat