Clase 09 - Cosmología

Docente: Clara Rojas

En esta segunda clase, se profundiza en la cosmología relativista y los problemas del modelo del Big Bang, así como en la teoría inflacionaria como una solución a estos problemas. Se abordan aspectos como el tensor de Ricci y el escalar de Ricci para la métrica de Friedmann-Robertson-Walker (FRW), y se exploran las soluciones de las ecuaciones de Friedmann para diferentes épocas cosmológicas (dominio de radiación, materia y energía de vacío). También se introduce la teoría de la inflación, que explica cómo el universo alcanzó su homogeneidad y planitud actuales, y se analiza el campo escalar inflatón y la aproximación de slow-roll.

Objetivos de la clase.

• Cosmología Relativista.
  Definición de los tensores de Ricci y Einstein.
  Deducción del tensor de energía-momento para un fluido perfecto.
• Problemas del Modelo del Big Bang.
  Problema del horizonte: cómo el universo mantiene su isotropía a gran escala.
  Problema de la planitud: por qué la densidad del universo se mantiene cercana a la densidad crítica.
• Teoría Inflacionaria.
  Introducción a la inflación como una etapa de expansión acelerada del universo.
  Soluciones inflacionarias para los problemas de isotropía y planitud.
• Campo Escalar Inflatón.
  Dinámica del inflatón y condiciones de inflación.
  Aproximación de slow-roll: parámetros y modelos de inflación a gran escala.
• Soluciones a las Ecuaciones de Friedmann.
  Soluciones para las distintas épocas cosmológicas: radiación, materia y energía de vacío.
  Ecuación de aceleración y expansión acelerada en la época de inflación.
• Modelos de Inflación a Gran Escala.
  Análisis de los modelos de inflación con potenciales específicos.
  Cálculo de la cantidad de e-folds y el fin de la inflación.

Materiales de apoyo

Presentación

Presentación de la clase: cosmo2.pdf

Video

Al finalizar estos contenidos

• Ejercicio 2 del módulo de Cosmología: Tarea_1.pdf