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Benavent Gomar, Juan Miguel
Sáez Milán, Diego Pascual (dir.) Departament d'Astronomia i Astrofísica |
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Aquest document és un/a treball fi de màster, creat/da en: 2010 | |
En cosmología, el modelo más simple que explica las observa-
ciones realizadas sobre las supernovas Ia, sobre el fondo de microon-
das, y sobre la estructura del universo a gran escala, es el modelo
conocido como modelo concordante o modelo Lambda Cold Dark
Matter.
Este modelo comunmente aceptado por la comunidad científica,
basa sus explicaciones en la aceptación de:
• La existencia de una constante cosmológica Λ descrita en tér-
minos de fracción de densidad como Ω Λ y que representa a la
energía oscura, responsable de la aceleración de la expansión
del universo.
• Materia oscura fria, modelizada como materia no bariónica y
no termalizada, es decir en ausencia de colisiones.
• Se asume un universo casi plano, con un espectro de pertur-
baciones primordiales que es casi invariante de escala, como
corresponde a los modelos inflacionarios.
El modelo ofrece una serie de pa...
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En cosmología, el modelo más simple que explica las observa-
ciones realizadas sobre las supernovas Ia, sobre el fondo de microon-
das, y sobre la estructura del universo a gran escala, es el modelo
conocido como modelo concordante o modelo Lambda Cold Dark
Matter.
Este modelo comunmente aceptado por la comunidad científica,
basa sus explicaciones en la aceptación de:
• La existencia de una constante cosmológica Λ descrita en tér-
minos de fracción de densidad como Ω Λ y que representa a la
energía oscura, responsable de la aceleración de la expansión
del universo.
• Materia oscura fria, modelizada como materia no bariónica y
no termalizada, es decir en ausencia de colisiones.
• Se asume un universo casi plano, con un espectro de pertur-
baciones primordiales que es casi invariante de escala, como
corresponde a los modelos inflacionarios.
El modelo ofrece una serie de parámetros ajustados a los datos
observacionales que actualmente se tienen. Esto permite situar las
observaciones y contrastarlas con las predicciones realizadas por el
modelo, para probar su validez. Los parámetros se muestran en los
anexos A y B.
Estudiaremos los siguientes modelos:
• wmap 7 years: que se ajusta mejor a los datos del fondo de
microondas, ya que los datos con los que se construyo provienen
de las observaciones del CMB de los ultimos 7 años.
• concordancia 7 years: además tiene en cuenta los datos de las
supernovas Ia, BAO y H0.
El presente trabajo realiza un sencillo análisis de los modelos
teóricos expuestos, con el que se comprueba que los datos observa-
cionales coinciden razonablemente con los modelos. Un estudio sim-
ilar puede servir para realizar tests sencillos con el fin de comprobar
la convergencia con los datos observacionales de nuevos modelos de
universo.
El análisis consta de tres partes diferenciadas:
4• Fondo de Microondas. Coeficientes multipolares de la
distribución de temperaturas producida por los llama-
dos modos escalares: Se trata de hallar
las relaciones de los
l(l+1)C l S
coeficientes del multipolo escalar 2π en microKelvins 2 (μK 2 )
y el índice l. Los modelos wmap 7 y concordancia 7 nos ofre-
cen una gráfica de predicción en función de los valores de los
parámetros cosmológicos escogidos. Si realizamos un contraste
de esta función con los datos reales observados, podemos en-
contrar una medida que nos indique los desajustes entre las me-
didas observadas y las predichas por los modelos. Esta medida,
llamada χ 2 , cuando más pequeña sea, más ajusta el modelo a
los datos reales.
• Supernovas Ia. Magnitudes de supernovae para 0<z<2:
Lo que nos interesa en este caso es hallar el valor de la mag-
nitud de una supernovae Ia para diferentes z, ya que podemos
considerarlas como candelas estardar. Procedemos de manera
similar a la efectuada en el apartado anterior, considerando las
observaciones y la curva de predicción obtenida de los modelos,
volvemos a utilizar la medida χ 2 en el mismo sentido y con el
mismo significado que el apartado anterior.
• Distribución de Galáxias. Espectro de potencias y bar-
ionic acoustic oscillations BAO: Por último analizaremos el
llamado espectro de potencias en los casos wmap7 y concordan-
cia7. Este espectro se obtiene a partir de los datos de grandes
catálogos de galáxias, para la materia barionica. El espectro de
potencias para toda la materia (barionica y oscura) produciria
anisotropias en el fondo de microondas, y por tanto podria ser
estimado con las observaciones de wmap.
Los dos espectros solo coinciden exactamente cuando no hay
un bias entre materia barionica y materia oscura.
Volvemos a utilizar la medida χ 2 en el mismo sentido y con el
mismo significado que los apartados anteriores.
Realizaremos también una estimación del parámetro σ 8 de los
distintos modelos y de los datos observacionales, para lo cual
en primer lugar, encontraremos a partir de la teoría, la forma
de calcularlo.
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