Cosmología
La cosmología (del griego antiguo κόσμος (cosmos) 'el universo, el mundo' y λογία (logia) 'estudio de') es una rama de la física y la metafísica que trata de la naturaleza del universo , el cosmos . El término cosmología fue utilizado por primera vez en inglés en 1656 en Glossographia de Thomas Blount , [2] y en 1731 fue retomado en latín por el filósofo alemán Christian Wolff en Cosmologia Generalis . [3] La cosmología religiosa o mitológica es un cuerpo de creencias basadas en la literatura mitológica , religiosa y esotérica y en las tradiciones de los mitos de la creación y la escatología . En la ciencia de la astronomía , la cosmología se ocupa del estudio de la cronología del universo .
La cosmología física es el estudio del origen del universo observable , sus estructuras y dinámicas a gran escala y el destino final del universo , incluidas las leyes de la ciencia que gobiernan estas áreas. [4] Es investigada por científicos, incluidos astrónomos y físicos , así como filósofos , como metafísicos , filósofos de la física y filósofos del espacio y el tiempo . Debido a este alcance compartido con la filosofía , las teorías en cosmología física pueden incluir proposiciones tanto científicas como no científicas y pueden depender de suposiciones que no se pueden probar . La cosmología física es una subrama de la astronomía que se ocupa del universo en su conjunto. La cosmología física moderna está dominada por la teoría del Big Bang , que intenta unir la astronomía observacional y la física de partículas ; [5] [6] más específicamente, una parametrización estándar del Big Bang con materia oscura y energía oscura , conocida como el modelo Lambda-CDM .
El astrofísico teórico David N. Spergel ha descrito la cosmología como una "ciencia histórica" porque "cuando miramos al espacio, miramos hacia atrás en el tiempo" debido a la naturaleza finita de la velocidad de la luz . [7]
Disciplinas
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La física y la astrofísica han desempeñado papeles centrales en la configuración de nuestra comprensión del universo a través de la observación y la experimentación científica. La cosmología física se formó a través de las matemáticas y la observación en un análisis de todo el universo. En general, se entiende que el universo comenzó con el Big Bang , seguido casi instantáneamente por la inflación cósmica , una expansión del espacio de la que se cree que surgió el universo hace 13.799 ± 0,021 mil millones de años. [8] La cosmogonía estudia el origen del universo y la cosmografía mapea las características del universo.
En la Enciclopedia de Diderot , la cosmología se divide en uranología (la ciencia de los cielos), aerología (la ciencia del aire), geología (la ciencia de los continentes) e hidrología (la ciencia de las aguas). [9]
La cosmología metafísica también ha sido descrita como la posición de los humanos en el universo en relación con todas las demás entidades. Esto se ejemplifica con la observación de Marco Aurelio sobre el lugar del hombre en esa relación: "Quien no sabe qué es el mundo no sabe dónde está, y quien no sabe para qué existe el mundo, no sabe quién es ni qué es el mundo". [10]
Descubrimientos
Cosmología física
La cosmología física es la rama de la física y la astrofísica que se ocupa del estudio de los orígenes físicos y la evolución del universo. También incluye el estudio de la naturaleza del universo a gran escala. En su forma más temprana, era lo que ahora se conoce como " mecánica celeste ", el estudio de los cielos . Los filósofos griegos Aristarco de Samos , Aristóteles y Ptolomeo propusieron diferentes teorías cosmológicas. El sistema geocéntrico ptolemaico fue la teoría predominante hasta el siglo XVI, cuando Nicolás Copérnico , y posteriormente Johannes Kepler y Galileo Galilei , propusieron un sistema heliocéntrico . Este es uno de los ejemplos más famosos de ruptura epistemológica en la cosmología física.
Los Principia Mathematica de Isaac Newton , publicados en 1687, fueron la primera descripción de la ley de la gravitación universal . Proporcionó un mecanismo físico para las leyes de Kepler y también permitió resolver las anomalías en sistemas anteriores, causadas por la interacción gravitatoria entre los planetas. Una diferencia fundamental entre la cosmología de Newton y las que la precedieron fue el principio copernicano —que establece que los cuerpos de la Tierra obedecen las mismas leyes físicas que todos los cuerpos celestes—. Este fue un avance filosófico crucial en la cosmología física.
Se considera ampliamente que la cosmología científica moderna comenzó en 1917 con la publicación de Albert Einstein de su modificación final de la relatividad general en el artículo "Consideraciones cosmológicas de la teoría general de la relatividad" [11] (aunque este artículo no estuvo ampliamente disponible fuera de Alemania hasta el final de la Primera Guerra Mundial ). La relatividad general impulsó a cosmogonistas como Willem de Sitter , Karl Schwarzschild y Arthur Eddington a explorar sus ramificaciones astronómicas, lo que mejoró la capacidad de los astrónomos para estudiar objetos muy distantes. Los físicos comenzaron a cambiar la suposición de que el universo era estático e inmutable. En 1922, Alexander Friedmann introdujo la idea de un universo en expansión que contenía materia en movimiento.
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| Physical cosmology |
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Paralelamente a este enfoque dinámico de la cosmología, un debate de larga data sobre la estructura del cosmos estaba llegando a su clímax –el Gran Debate (1917 a 1922)–, con los primeros cosmólogos como Heber Curtis y Ernst Öpik determinando que algunas nebulosas vistas en telescopios eran galaxias separadas muy distantes de la nuestra. [12] Mientras Heber Curtis defendía la idea de que las nebulosas espirales eran sistemas estelares por derecho propio como universos isla, el astrónomo del Monte Wilson Harlow Shapley defendía el modelo de un cosmos formado únicamente por el sistema estelar de la Vía Láctea . Esta diferencia de ideas llegó a su punto culminante con la organización del Gran Debate el 26 de abril de 1920 en la reunión de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos en Washington, DC. El debate se resolvió cuando Edwin Hubble detectó variables cefeidas en la galaxia de Andrómeda en 1923 y 1924. [13] [14] Su distancia estableció nebulosas espirales mucho más allá del borde de la Vía Láctea.
Los modelos posteriores del universo exploraron la posibilidad de que la constante cosmológica , introducida por Einstein en su artículo de 1917, pudiera dar como resultado un universo en expansión , dependiendo de su valor. Así, el modelo del Big Bang fue propuesto por el sacerdote belga Georges Lemaître en 1927 [15], que posteriormente fue corroborado por el descubrimiento del corrimiento al rojo de Edwin Hubble en 1929 [16] y más tarde por el descubrimiento de la radiación de fondo de microondas cósmica por Arno Penzias y Robert Woodrow Wilson en 1964. [17] Estos hallazgos fueron un primer paso para descartar algunas de las muchas cosmologías alternativas .
Desde aproximadamente 1990, varios avances espectaculares en la cosmología observacional han transformado la cosmología de una ciencia en gran parte especulativa a una ciencia predictiva con un acuerdo preciso entre la teoría y la observación. Estos avances incluyen observaciones del fondo de microondas desde los satélites COBE [18] , WMAP [19] y Planck [20] , grandes estudios de corrimiento al rojo de nuevas galaxias , incluyendo 2dfGRS [21] y SDSS [22] , y observaciones de supernovas distantes y lentes gravitacionales . Estas observaciones coincidieron con las predicciones de la teoría de la inflación cósmica , una teoría del Big Bang modificada y la versión específica conocida como el modelo Lambda-CDM . Esto ha llevado a muchos a referirse a los tiempos modernos como la "edad de oro de la cosmología". [23]
En 2014, la colaboración BICEP2 afirmó haber detectado la huella de ondas gravitacionales en el fondo cósmico de microondas . Sin embargo, más tarde se descubrió que este resultado era falso: la supuesta evidencia de ondas gravitacionales se debía, de hecho, al polvo interestelar. [24] [25]
El 1 de diciembre de 2014, en la reunión Planck 2014 en Ferrara , Italia , los astrónomos informaron que el universo tiene 13.800 millones de años y está compuesto por un 4,9% de materia atómica , un 26,6% de materia oscura y un 68,5% de energía oscura . [26]
Cosmología religiosa o mitológica
La cosmología religiosa o mitológica es un conjunto de creencias basadas en la literatura mitológica , religiosa y esotérica y en las tradiciones de creación y escatología . Los mitos de la creación se encuentran en la mayoría de las religiones y suelen dividirse en cinco clasificaciones diferentes, basadas en un sistema creado por Mircea Eliade y su colega Charles Long.
- Tipos de mitos de la creación basados en motivos similares:
- Creación ex nihilo en la que la creación es a través del pensamiento, palabra, sueño o secreciones corporales de un ser divino.
- Creación del buzo terrestre en la que un buzo, generalmente un pájaro o un anfibio enviado por un creador, se sumerge en el fondo del mar a través de un océano primordial para sacar arena o barro que se transforma en un mundo terrestre.
- Mitos de aparición en los que los progenitores pasan por una serie de mundos y metamorfosis hasta llegar al mundo actual.
- Creación por el desmembramiento de un ser primordial.
- Creación por la división u ordenación de una unidad primordial, como la ruptura de un huevo cósmico o el establecimiento de orden a partir del caos . [27]
Filosofía
La cosmología se ocupa del mundo como la totalidad del espacio, el tiempo y todos los fenómenos. Históricamente, ha tenido un alcance bastante amplio y en muchos casos se encontró en la religión. [28] Algunas preguntas sobre el Universo están más allá del alcance de la investigación científica, pero aún pueden ser interrogadas a través de apelaciones a otros enfoques filosóficos como la dialéctica . Algunas preguntas que se incluyen en los esfuerzos extracientíficos pueden incluir: [29] [30] Charles Kahn, un importante historiador de la filosofía, atribuyó los orígenes de la cosmología griega antigua a Anaximandro . [31]
- ¿Cuál es el origen del universo? ¿Cuál es su primera causa (si la hay)? ¿Es necesaria su existencia? (ver monismo , panteísmo , emanacionismo y creacionismo )
- ¿Cuáles son los componentes materiales últimos del universo? (ver mecanicismo , dinamismo , hilemorfismo , atomismo )
- ¿Cuál es la razón última (si la hay) de la existencia del universo? ¿Tiene el cosmos un propósito? (ver teleología )
- ¿Tiene la existencia de la conciencia un papel en la existencia de la realidad? ¿Cómo sabemos lo que sabemos sobre la totalidad del cosmos? ¿El razonamiento cosmológico revela verdades metafísicas? (ver epistemología )
Cosmologías históricas
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| Nombre | Autor y fecha | Clasificación | Observaciones |
|---|---|---|---|
| Cosmología hindú | Rigveda ( c. 1700-1100 a. C. ) | Cíclico u oscilante, Infinito en el tiempo | La materia primordial permanece manifiesta durante 311,04 billones de años y no manifiesta durante un período de tiempo igual. El universo permanece manifiesto durante 4.320 millones de años y no manifiesto durante un período de tiempo igual. Existen innumerables universos simultáneamente. Estos ciclos han durado y durarán eternamente, impulsados por los deseos. |
| Cosmología Zoroástrica | Avesta ( c. 1500 – 600 a. C.) | Cosmología dualista | Según la cosmología zoroástrica, el universo es la manifestación del conflicto perpetuo entre la existencia y la no existencia, el bien y el mal, la luz y la oscuridad. El universo permanecerá en este estado durante 12000 años; en el momento de la resurrección, los dos elementos se separarán nuevamente. |
| Cosmología jainista | Agamas jainistas (escritos alrededor del año 500 d. C. según las enseñanzas de Mahavira 599-527 a. C.) | Cíclico u oscilante, eterno y finito | La cosmología jainista considera al loka , o universo, como una entidad increada, existente desde el infinito, cuya forma es similar a la de un hombre de pie con las piernas separadas y el brazo apoyado en la cintura. Este Universo, según el jainismo , es ancho en la parte superior, estrecho en el medio y vuelve a ser ancho en la parte inferior. |
| Cosmología babilónica | Literatura babilónica ( c. 2300-500 a. C.) | Tierra plana flotando en infinitas "aguas del caos" | La Tierra y los Cielos forman una unidad dentro de infinitas "aguas del caos"; la Tierra es plana y circular, y una cúpula sólida (el "firmamento") mantiene fuera el océano "del caos" exterior. |
| Cosmología eleática | Parménides ( c. 515 a. C. ) | Finito y esférico en extensión. | El Universo es inmutable, uniforme, perfecto, necesario, atemporal, no generable ni perecedero. El vacío es imposible. La pluralidad y el cambio son productos de la ignorancia epistémica derivada de la experiencia sensorial. Los límites temporales y espaciales son arbitrarios y relativos al todo parmenídeo. |
| Evolución cósmica Samkhya | Kapila (siglo VI a. C.), discípulo de Asuri | Relación entre Prakriti (Materia) y Purusha (Conciencia) | Prakriti (Materia) es la fuente del mundo del devenir. Es potencialidad pura que evoluciona sucesivamente hasta convertirse en veinticuatro tattvas o principios. La evolución en sí es posible porque Prakriti está siempre en un estado de tensión entre sus hebras constituyentes conocidas como gunas ( Sattva (liviandad o pureza), Rajas (pasión o actividad) y Tamas (inercia o pesadez)). La teoría de causa y efecto del Sankhya se llama Satkaarya-vaada (teoría de las causas existentes) y sostiene que nada puede realmente ser creado a partir de la nada o destruido en la nada ; toda evolución es simplemente la transformación de la Naturaleza primordial de una forma a otra. [ cita requerida ] |
| Cosmología bíblica | Narrativa de la creación del Génesis | La Tierra flota en infinitas "aguas del caos" | La Tierra y los Cielos forman una unidad dentro de infinitas "aguas del caos"; el " firmamento " mantiene fuera el "océano" del caos exterior. |
| El modelo de Anaximandro | Anaximandro ( c. 560 a. C. ) | Tierra geocéntrica , cilíndrica, de extensión infinita y tiempo finito; primer modelo puramente mecánico | La Tierra flota muy quieta en el centro del infinito, sin ningún apoyo. [32] En el origen, después de la separación del calor y el frío, apareció una bola de fuego que rodeaba la Tierra como la corteza de un árbol. Esta bola se desintegró para formar el resto del Universo. Parecía un sistema de ruedas concéntricas huecas, llenas de fuego, con los bordes perforados por agujeros como los de una flauta; no había cuerpos celestes como tales, solo luz a través de los agujeros. Tres ruedas, en orden hacia afuera de la Tierra: estrellas (incluidos los planetas ), Luna y un gran Sol. [33] |
| Universo atomista | Anaxágoras (500-428 a. C.) y más tarde Epicuro | Infinito en extensión | El universo contiene sólo dos cosas: un número infinito de diminutas semillas ( átomos ) y el vacío de extensión infinita. Todos los átomos están hechos de la misma sustancia, pero difieren en tamaño y forma. Los objetos se forman a partir de agregaciones de átomos y se desintegran nuevamente en átomos. Incorpora el principio de causalidad de Leucipo : "nada sucede al azar; todo sucede por razón y necesidad". El universo no estaba gobernado por dioses . [ cita requerida ] |
| Universo pitagórico | Filolao (fallecido en el año 390 a. C.) | Existencia de un “Fuego Central” en el centro del Universo. | En el centro del Universo hay un fuego central, alrededor del cual giran de manera uniforme la Tierra, el Sol, la Luna y los planetas . El Sol gira alrededor del fuego central una vez al año, las estrellas están inmóviles. La Tierra en su movimiento mantiene la misma cara oculta hacia el fuego central, de ahí que nunca sea vista. Primer modelo no geocéntrico conocido del Universo. [34] |
| De Mundo | Pseudo-Aristóteles (fallecido en el año 250 a. C. o entre el 350 y el 200 a. C.) | El Universo es un sistema formado por el cielo y la Tierra y los elementos que están contenidos en ellos. | Hay "cinco elementos, situados en esferas en cinco regiones, estando el menor en cada caso rodeado por el mayor -a saber, la tierra rodeada por el agua, el agua por el aire, el aire por el fuego y el fuego por el éter- que forman todo el Universo". [35] |
| Universo estoico | Estoicos (300 a. C. – 200 d. C.) | Universo isla | El cosmos es finito y está rodeado de un vacío infinito. Está en constante cambio, palpita en tamaño y sufre convulsiones y conflagraciones periódicas. |
| Universo platónico | Platón ( c. 360 a. C. ) | Geocéntrico , cosmogonía compleja , extensión finita, tiempo finito implícito, cíclico | Tierra estática en el centro, rodeada de cuerpos celestes que se mueven en círculos perfectos , dispuestos por voluntad del Demiurgo [36] en orden: Luna, Sol, planetas y estrellas fijas . [37] [38] Movimientos complejos se repiten cada año 'perfecto' . [39] |
| El modelo de Eudoxo | Eudoxo de Cnido ( c. 340 a. C. ) y posteriormente Calipo | Geocéntrico , primer modelo geométrico-matemático | Los cuerpos celestes se mueven como si estuvieran unidos a una serie de esferas concéntricas e invisibles centradas en la Tierra , cada una de ellas girando alrededor de su propio eje diferente y a ritmos diferentes. [40] Hay veintisiete esferas homocéntricas y cada esfera explica un tipo de movimiento observable para cada objeto celeste. Eudoxo enfatizó que se trata de una construcción puramente matemática del modelo en el sentido de que las esferas de cada cuerpo celeste no existen, solo muestra las posibles posiciones de los cuerpos. [41] |
| Universo aristotélico | Aristóteles (384–322 a. C.) | Geocéntrico (basado en el modelo de Eudoxo), estático, estado estable, extensión finita, tiempo infinito | La Tierra, estática y esférica, está rodeada de 43 a 55 esferas celestes concéntricas , que son materiales y cristalinas. [42] El universo existe sin cambios a lo largo de la eternidad. Contiene un quinto elemento, llamado éter , que se agregó a los cuatro elementos clásicos . [43] |
| Universo aristarco | Aristarco ( c. 280 a. C. ) | Heliocéntrico | La Tierra gira diariamente sobre su eje y gira anualmente alrededor del Sol en una órbita circular. La esfera de estrellas fijas está centrada alrededor del Sol. [44] |
| Modelo ptolemaico | Ptolomeo (siglo II d.C.) | Geocéntrico (basado en el universo aristotélico) | El universo orbita alrededor de una Tierra estacionaria. Los planetas se mueven en epiciclos circulares , cada uno con un centro que se mueve en una órbita circular más grande (llamada excéntrica o deferente) alrededor de un punto central cercano a la Tierra. El uso de ecuantes agregó otro nivel de complejidad y permitió a los astrónomos predecir las posiciones de los planetas. El modelo de universo más exitoso de todos los tiempos, que utiliza el criterio de longevidad. El Almagesto (el Gran Sistema). |
| El modelo de Capella | Capilla de Martianus ( c. 420 ) | Geocéntrico y heliocéntrico | La Tierra está en reposo en el centro del universo y está rodeada por la Luna, el Sol, tres planetas y las estrellas, mientras que Mercurio y Venus giran alrededor del Sol. [45] |
| Modelo Aryabhatan | Aryabhata (499) | Geocéntrico o heliocéntrico | La Tierra gira y los planetas se mueven en órbitas elípticas alrededor de la Tierra o del Sol; no está claro si el modelo es geocéntrico o heliocéntrico debido a las órbitas planetarias dadas con respecto a la Tierra y al Sol. |
| Cosmología coránica | Corán (610–632 d. C.) | Tierra plana | El universo está formado por capas planas apiladas, incluidos siete niveles de cielo y, en algunas interpretaciones, siete niveles de tierra (incluido el infierno). |
| Universo medieval | Filósofos medievales (500-1200) | Finito en el tiempo | El filósofo cristiano Juan Filopono propone un universo finito en el tiempo y que tiene un comienzo , argumentando en contra de la noción griega antigua de un pasado infinito. Los argumentos lógicos que apoyan un universo finito son desarrollados por el filósofo musulmán Al-Kindi , el filósofo judío Saadia Gaon y el teólogo musulmán Al-Ghazali . |
| Multiverso no paralelo | Bhagavata Puran (800–1000) | Multiverso , no paralelo | La teoría de los innumerables universos es comparable a la teoría del multiverso , excepto que no es paralela, y cada universo es diferente y los jiva-atmas (almas encarnadas) individuales existen en exactamente un universo a la vez. Todos los universos se manifiestan a partir de la misma materia, y por lo tanto todos siguen ciclos temporales paralelos, manifestándose y desmanifestiéndose al mismo tiempo. [46] |
| Cosmología multiversal | Fakhr al-Din al-Razi (1149-1209) | Multiverso , múltiples mundos y universos | Existe un espacio exterior infinito más allá del mundo conocido, y Dios tiene el poder de llenar el vacío con un número infinito de universos. |
| Modelos Maragha | Escuela Maragha (1259-1528) | Geocéntrico | Varias modificaciones al modelo ptolemaico y al universo aristotélico, incluyendo el rechazo de los ecuantes y excéntricos en el observatorio de Maragheh , y la introducción del par de Tusi por Al-Tusi . Más tarde se propusieron modelos alternativos, incluyendo el primer modelo lunar preciso de Ibn al-Shatir , un modelo que rechaza la Tierra estacionaria a favor de la rotación de la Tierra de Ali Kuşçu , y el modelo planetario que incorpora la " inercia circular " de Al-Birjandi . |
| Modelo Nilakanthan | Nilakantha Somayaji (1444-1544) | Geocéntrico y heliocéntrico | Un universo en el que los planetas orbitan alrededor del Sol, que orbita alrededor de la Tierra; similar al posterior sistema ticónico . |
| Universo copernicano | Nicolás Copérnico (1473-1543) | Heliocéntrico con órbitas planetarias circulares, extensión finita | Descrito por primera vez en De revolutionibus orbium coelestium . El Sol está en el centro del universo, los planetas, incluida la Tierra, orbitan alrededor del Sol, pero la Luna orbita alrededor de la Tierra. El universo está limitado por la esfera de las estrellas fijas . |
| Sistema ticónico | Tycho Brahe (1546-1601) | Geocéntrico y heliocéntrico | Un universo en el que los planetas orbitan alrededor del Sol y el Sol orbita alrededor de la Tierra, similar al modelo anterior de Nilakanthan . |
| La cosmología de Bruno | Giordano Bruno (1548-1600) | Extensión infinita, tiempo infinito, homogéneo, isótropo, no jerárquico. | Rechaza la idea de un universo jerárquico. La Tierra y el Sol no tienen propiedades especiales en comparación con los demás cuerpos celestes. El vacío entre las estrellas está lleno de éter y la materia está compuesta por los mismos cuatro elementos (agua, tierra, fuego y aire), y es atomística, animista e inteligente. |
| El imán | Guillermo Gilbert (1544-1603) | Heliocéntrico, extendido indefinidamente | Heliocentrismo copernicano , pero rechaza la idea de una esfera límite de las estrellas fijas para la cual no se ha ofrecido ninguna prueba. [47] |
| Kepleriano | Johannes Kepler (1571-1630) | Heliocéntrico con órbitas planetarias elípticas | Los descubrimientos de Kepler, que combinaban las matemáticas y la física, proporcionaron las bases para la concepción actual del Sistema Solar , pero las estrellas distantes todavía se veían como objetos en una esfera celeste delgada y fija. |
| Newtoniano estático | Isaac Newton (1642-1727) | Estático (en evolución), estado estable, infinito | Cada partícula del universo atrae a todas las demás partículas. La materia a gran escala está distribuida uniformemente. Gravitacionalmente equilibrada, pero inestable. |
| Universo de vórtice cartesiano | René Descartes siglo XVII | Estático (en evolución), estado estable, infinito | Un sistema de enormes remolinos de materia etérea o fina produce efectos gravitatorios. Pero su vacío no estaba vacío; todo el espacio estaba lleno de materia. |
| Universo jerárquico | Immanuel Kant , Johann Lambert siglo XVIII | Estático (en evolución), estado estable, infinito | La materia se agrupa en escalas jerárquicas cada vez mayores y se recicla sin cesar. |
| Universo de Einstein con una constante cosmológica | Albert Einstein 1917 | Estático (nominalmente). Limitado (finito). | "Materia sin movimiento". Contiene materia uniformemente distribuida. Espacio esférico uniformemente curvado; basado en la hiperesfera de Riemann . La curvatura se establece igual a Λ. En efecto, Λ es equivalente a una fuerza repulsiva que contrarresta la gravedad. Inestable. |
| El universo de Sitter | Willem de Sitter 1917 | Espacio plano en expansión . Estado estacionario. Λ > 0 | "Movimiento sin materia". Estático sólo en apariencia. Basado en la relatividad general de Einstein. El espacio se expande con aceleración constante . El factor de escala aumenta exponencialmente ( inflación constante ). |
| El universo MacMillan | William Duncan MacMillan , década de 1920 | Estado estático y estable | La nueva materia se crea a partir de la radiación ; la luz de las estrellas se recicla perpetuamente en nuevas partículas de materia. |
| Universo de Friedmann , espacio esférico | Alexander Friedmann 1922 | Espacio esférico en expansión. k = +1 ; no Λ | Curvatura positiva. Constante de curvatura k = +1 Se expande y luego vuelve a colapsar . Cerrado espacialmente (finito). |
| Universo de Friedmann , espacio hiperbólico | Alexander Friedmann 1924 | Espacio hiperbólico en expansión. k = −1 ; sin Λ | Curvatura negativa . Se dice que es infinita (pero ambigua). No tiene límites. Se expande eternamente. |
| Hipótesis de los grandes números de Dirac | Paul Dirac, década de 1930 | En expansión | Exige una gran variación de G , que disminuye con el tiempo. La gravedad se debilita a medida que evoluciona el universo. |
| Curvatura cero de Friedmann | Einstein y De Sitter 1932 | Ampliación del espacio plano k = 0 ; Λ = 0 Densidad crítica | Constante de curvatura k = 0. Se dice que es infinita (pero ambigua). "Cosmos ilimitado de extensión limitada". Se expande eternamente. El "más simple" de todos los universos conocidos. Nombrado en honor a Friedmann, pero no considerado por él. Tiene un término de desaceleración q = 1/2, lo que significa que su tasa de expansión se desacelera. |
| El Big Bang original (Friedmann-Lemaître) | Georges Lemaître 1927-1929 | Expansión Λ > 0 ; Λ > |Gravedad| | Λ es positivo y tiene una magnitud mayor que la gravedad. El universo tiene un estado inicial de alta densidad ("átomo primigenio"). A continuación, se produce una expansión en dos etapas. Λ se utiliza para desestabilizar el universo. (Lemaître es considerado el padre del modelo del Big Bang). |
| Universo oscilante (Friedmann-Einstein) | Favorecido por Friedmann en los años 1920 | Expansión y contracción en ciclos | El tiempo es infinito y no tiene principio, lo que evita la paradoja del principio del tiempo. Ciclos perpetuos del Big Bang seguidos del Big Crunch. (La primera opción de Einstein después de rechazar su modelo de 1917.) |
| El universo de Eddington | Arthur Eddington 1930 | Primero estático y luego expandido | El universo estático de Einstein de 1917 con su inestabilidad perturbada en modo de expansión; con una dilución implacable de la materia, se convierte en un universo de De Sitter. Λ domina la gravedad. |
| Universo de Milne de la relatividad cinemática | Edward Milne 1933, 1935; William H. McCrea, década de 1930 | Expansión cinemática sin expansión espacial | Rechaza la relatividad general y el paradigma del espacio en expansión. La gravedad no se incluye como hipótesis inicial. Obedece al principio cosmológico y a la relatividad especial ; consiste en una nube esférica finita de partículas (o galaxias) que se expande dentro de un espacio plano infinito y, por lo demás, vacío. Tiene un centro y un borde cósmico (superficie de la nube de partículas) que se expande a la velocidad de la luz. La explicación de la gravedad fue elaborada y poco convincente. |
| Clase de modelos Friedmann–Lemaître–Robertson–Walker | Howard Robertson y Arthur Walker 1935 | Expansión uniforme | Clase de universos homogéneos e isótropos. El espacio-tiempo se divide en un espacio uniformemente curvado y un tiempo cósmico común a todos los observadores que se mueven en el mismo plano. El sistema de formulación se conoce ahora como FLRW o métricas de Robertson-Walker del tiempo cósmico y el espacio curvado. |
| Estado estable | Hermann Bondi y Thomas Gold , 1948 | Expansión, estado estable, infinito. | La tasa de creación de materia mantiene una densidad constante. Creación continua de la nada a partir de la nada. Expansión exponencial. Término de desaceleración q = −1. |
| Estado estable | Fred Hoyle 1948 | En expansión, estado estable; pero inestable | La tasa de creación de materia mantiene una densidad constante, pero como la tasa de creación de materia debe estar exactamente equilibrada con la tasa de expansión espacial, el sistema es inestable. |
| Ambiplasma | Hannes Alfvén 1965 Oskar Klein | Universo celular en expansión mediante la aniquilación de materia y antimateria | Basado en el concepto de cosmología del plasma , el universo se considera como "metagalaxias" divididas en capas dobles y, por lo tanto, con una naturaleza similar a una burbuja. Otros universos se forman a partir de otras burbujas. Las continuas aniquilaciones de materia y antimateria cósmica mantienen las burbujas separadas y se alejan, lo que evita que interactúen. |
| Teoría de Brans-Dicke | Carl H. Brans , Robert H. Dicke | En expansión | Basado en el principio de Mach . G varía con el tiempo a medida que el universo se expande. "Pero nadie está seguro de lo que significa realmente el principio de Mach". [ cita requerida ] |
| Inflación cósmica | Alan Guth 1980 | Big Bang modificado para resolver problemas de horizonte y planitud | Basado en el concepto de inflación caliente, el universo se considera un flujo cuántico múltiple, de ahí su naturaleza de burbuja. Otros universos se forman a partir de otras burbujas. La expansión cósmica continua mantuvo las burbujas separadas y alejándose. |
| Inflación eterna (un modelo de universos múltiples) | Andréi Linde 1983 | Big Bang con inflación cósmica | Multiverso basado en el concepto de inflación fría, en el que los eventos inflacionarios ocurren al azar, cada uno con condiciones iniciales independientes; algunos se expanden en universos burbuja supuestamente como el cosmos entero. Las burbujas se nuclean en una espuma de espacio-tiempo . |
| Modelo cíclico | Paul Steinhardt ; Neil Turok 2002 | Expansión y contracción en ciclos; teoría M | Dos planos orbifold paralelos o M-branas colisionan periódicamente en un espacio de dimensiones superiores. Con quintaesencia o energía oscura . |
| Modelo cíclico | Lauris Baum; Paul Frampton 2007 | Solución del problema de entropía de Tolman | La energía oscura fantasma fragmenta el universo en una gran cantidad de fragmentos desconectados. El fragmento observable se contrae y contiene solo energía oscura con entropía cero . |
Notas de la tabla: el término "estático" simplemente significa que no se expande ni se contrae. El símbolo G representa la constante gravitacional de Newton ; Λ (Lambda) es la constante cosmológica .
Véase también
- Tiempo y espacio absolutos
- Gran historia
- Ciencias de la tierra
- Formación y evolución de las galaxias
- Proyecto Illustris
- Jainismo y no creacionismo
- Modelo Lambda-CDM
- Lista de astrofísicos
- Cosmología no estándar
- Taiji (filosofía)
- Cronología de las teorías cosmológicas
- Curva de rotación universal
- Inflación cálida
- Anillo grande
Referencias
- ^ Hille, Karl, ed. (13 de octubre de 2016). "Hubble revela que el universo observable contiene 10 veces más galaxias de lo que se creía anteriormente". NASA . Consultado el 17 de octubre de 2016 .
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