Quinta-feira, 23 de Outubro de 2008

A Inflação

 

Explicar à Luísa e à Ana o que é a Inflação??? Tu lembras-te de cada uma... Como é que eu vou explicar uma coisa dessas a quem não conhece a matemática do Big Bang?

 

Experimenta...

 

Bem... deixa lá ver por onde hei de começar... Já ouviram falar do Ruído do Fundo Cósmico?

 

Já; no início, o Universo era tão compacto que os electrões e protões não poderiam associar-se em átomos, formando um gás de iões a alta temperatura; quando o universo expandiu o suficiente, as partículas elementares puderam formar átomos, ou seja, matéria neutra. A radiação térmica que existia nesse momento propaga-se no Universo desde então e é a ela que chamamos Ruído do Fundo Cósmico.”

 

Não está mal, não senhora.” O Mário sorri simpaticamente para a Ana, certamente mais surpreendido do que eu, pois há muito que sei que não há assunto sobre o qual a Ana não tenha algum conhecimento. Excepto, talvez, o futebol, e, de certeza, a vida das socialites.

 

Ora uma caracteristica importante dessa radiação do fundo cósmico é que ela é sempre igual, qualquer que seja a direcção de onde nos chega; as flutuações são inferiores a 1:10000!” Ar de mistério do Mário.

 

E então?” a Luísa a reagir com alguma impaciência.

 

O facto dessa radiação ser tão uniforme significa que a distribuição de matéria e de temperatura seriam espantosamente uniformes em todo o Universo. Ora a teoria do Big Bang presume que o Universo se iniciou a partir de um ponto, sendo relativamente pequeno o intervalo de tempo até à libertação dessa radiação do fundo, conhecida pela sigla CMB (Cosmic Microwave Background): umas centenas de milhares de anos apenas.”

 

E...?

 

Porque razão essa distribuição de matéria e temperatura seria tão uniforme? Se nós tivermos um gás quente num recipiente fechado, as suas propriedades são uniformes porque as partículas do gás e a radiação podem interagir em todo o volume do recipiente; mas aqui isso não é possível, porque o volume de interacção de cada partícula é limitado à distância que a luz pode percorrer desde o Big Bang até à libertação do CMB, o que é uma insignificância.”

 

Queres dizer que a uniformidade do CMB não pode portanto ser explicada pelo Big Bang?

 

Pela versão inicial, não. Esta é uma das razões que levou à hipótese da Inflação.”

 

Que é...?

 

Que é a de que nos instantes iniciais, durante uma fração de tempo muito pequena, do ordem dos 10-34 s, o universo sofreu uma expansão da ordem das 1050 vezes.”

 

 

 

O que representa este desenho da Nasa? Considere-se uma esfera do Universo com um raio arbitrário; agora considere-se uma secção dessa esfera; o desenho representa a evolução dessa secção ao longo do tempo: à direita está o momento presente, à medida que caminhamos para o passado (esquerda) a secção vai reduzindo até que se chega ao fundo esverdeado que representa a origem do CMB. Até aqui é o que observamos com telescópios e radiotelescópios. Note-se que a redução de diâmetro, segundo o BB, é de cerca de 1000 vezes, o desenho é apenas esquemático.

 O troço entre o momento do Big Bang e o CMB é especulativo; a Inflação está representada pela rápida variação de secção.

 

 

Espera ai, disseste que o universo aumentou 1050 vezes em 10-34 s ???

 

Sim, segundo alguns autores, porque há umas variantes desses números; nota que «aumentou» não é a palavra correcta, pois pressupõe que o Universo tem um tamanho finito e nós não sabemos isso, é preferível dizeres «expandiu».”

 

Explicas isso depois, ainda estou a ver se dijiro o que acabei de ouvir... em relação à velocidade de expansão actual, qual é a velocidade de inflação?

 

Aí umas 10100 vezes mais... a taxa de expansão da inflação é 1050/10-34/s=1084/s enquanto o valor actual da constante de Hubble é de 2,4*10-18/s... é mais ou menos isso.”

 

10100 ? Mas isso não é um número absurdamente grande?

 

É, a hipótese da Inflação não foi facilmente aceite, mas as observações exibem um acordo crescente com as previsões desta hipótese e nós não temos de presumir que o Universo está de acordo com as nossas ideias mas sim com as nossas observações.

 

Já estou a perceber a hipótese do Magueijo, da velocidade da luz variável... em vez de considerar que o Universo «inflou» 1050 vezes, considera que a velocidade da luz era 1050 vezes maior por forma a poder considerar que todo o Universo observado esteve em contacto...

 

Mais ou menos isso, creio que ele considera 1060; só que essa hipótese vai mexer com as leis físicas já estabelecidas enquanto a da Inflação não, limita-se a adicionar mais uma partícula, o Inflatão, responsável pelo campo que produziu a Inflação; assim o edifício do conhecimento construído fica intacto, apenas adicionamos qualquer coisa mais, o que é preferível a mexer na estrutura edificada e longamente testada.

 

E porque é que o Jorge disse que o Desvanecimento não precisa da hipótese da Inflação?

 

publicado por alf às 01:28
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12 comentários:
De antonio a 23 de Outubro de 2008 às 10:32
O Universo é uma mulher! Cheia de explosões incontroláveis, inflações inexplicáveis, ruído de fundo permanente (e em todas as direcções) e para a compreendermos falta sempre qualquer coisa, uma mala, um ramo de flores, um par de sapatos... são os inflatões !

A nossa ignorância é esse ruído de fundo isotrópico.
De alf a 23 de Outubro de 2008 às 11:20
António

Boa comparação. Mas isso é como nós, homens, mesmo que ETs, vemos as mulheres, fruto da nossa ignorância isotrópica sobre elas!

Mas o Universo, como veremos, é espantosamente «certinho direitinho»; se calhar como as mulheres...

Como toda a gente sabe, os cientistas normalmente não percebem nada de mulheres; entao, como poderiam perceber o Universo?

Donde:

«Se queres perceber o Universo começa por perceber a tua mulher!"

A conclusão é interessante, mas a minha experiência é ao contrário; ou seja, eu comecei por aí mas depois virei-me para o Universo, que verifiquei ser muito mais fácil de entender que as mulheres (para nós, homens); mas depois de entender o Universo verifiquei que fiquei muito mais apto a entender as mulheres. Logo, a frase correcta é:

«Se queres entender as mulheres, começa por entender o Universo».

Está agora a entender o grande objectivo deste blogue: estamos a estudar o Universo para no fim conseguirmos entender as mulheres. O que não tem nada de estranho pois, como já disse o Universo evolui para a complexidade e a coisa mais complexa nele é naturalmente a última a ter sido produzida: a Mulher
De antonio a 23 de Outubro de 2008 às 15:28
Fiquei isotropicamente sem esperança... embora fazer esse percurso por partes, me pareça boa ideia, talvez os mistérios do universo nos sejam mais acessíveis.
De Curioso a 23 de Outubro de 2008 às 21:59
Boas...

Muito interessante...

Em relação à parte sobre as mulheres... acho que não há lógica nem matemática que consiga explicar o seu comportamento... são demasiadas variáveis...:-)

Voltando ao post...

com partículas tão grandes e com um tempo atómico muito lento seria fácil explicar uma velocidade da luz muito maior que a actual (claro que para um observador atómico a velocidade é sempre vista com o mesmo valor) e logo a inflação seria possível nos instantes iniciais ( penso eu)...

Só uma questão ...
onde poderemos encaixar uma inflação no desvanecimento se não há expansão, ou melhor, não houve Big Bang?

Curioso.
De anonimodenome a 24 de Outubro de 2008 às 01:00
sou contra o gravitão, contra o inflatão e outros ãos (ou ões?) . A velocidade da luz é constante p.ex. para cobrir a distância 1 no passado usava 1 unidade de tempo, e agora a mesma distância é descrita por 100 unidades e necessita correspondentemente 100 unidades de tempo actuais e
1uni.dist./1uni.tempo = 1 ; 100 u.d./100 u.t. = 1.

Inflação, sou contra. Ela foi inventada só para complicar a vida. No Brasil, faz alguns anos, que a inflação era galopante. Uma pessoa no restaurante pagava antes de comer. Pagando depois seria mais caro.


10^100 : 10000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
número bem maior que o número total de partículas do universo. (para quem acredita que o universo é finito)
por este site será 10^79 partículas
http://www.redepsi.com.br/portal/modules/newbb/viewtopic.php?topic_id=423
(sei que não será a fonte mais apropriada, mas ilustra o pensamento)

Livra-te da Inflação. Não está a fazer falta.

Pelo sim, pelo não, vou reler o post anterior. Acho que o alf atirou com a inflação para o lixo nesse post da viagem ao passado.

Já estava com carência de post neste blog.
Todos os dias vir aqui e népia.
Podendo, tinha metido uma cunha ao alf.

De anonimodenome a 24 de Outubro de 2008 às 01:10
esqueci-me de comentar as mulheres.
sem comentários.
ou ...
gostam de comandar. a estas horas já me mandou para a cama, e eu gosto. mas dava jeito poder colocar no bolso e guardar até à próxima carência de mimo. Não tem botão de ligar e desligar, nem modo suspender ou hibernar. Tal como a fome estão sempre a pedir satisfações. Mas entender mesmo, não está ao meu alcance.
para não ficarem mal habituadas vou dando uma no cravo outra na ferradura.
De alf a 24 de Outubro de 2008 às 02:28
anonimodenome, obrigado pelo teu estímulo constante. Eu sei que isto anda um bocado lento... e tenho uns trabalhinhos pela frente que não me vão dar hipóteses de acelerar para já...

No próximo post espero conseguir um quadro mais sólido de como podemos encarar esta coisa estranha da Inflação; e vou abrir a porta a uma explicação diferente da origem do CMB ... ou não, ainda tenho de decidir isso.

Quanto a meteres uma cunha ao Alf: isso resulta sempre!
De alf a 24 de Outubro de 2008 às 02:20
Curioso, já sentia a sua falta...

A velocidade é invariante no Desvanecimento - ou seja, tanto faz o observador ser atómico como de referencia; isto porque a unidade de medida da velocidade é a razão entre duas unidades de medida - comprimento e tempo - que variam da mesma maneira

Portanto, para o Desvanecimento, a velocidade da luz permaneceu constante. E não há razão física para supor de outra maneira, pois a velocidade da luz é uma propriedade do espaço, do medium, é a velocidade de propagação caracteristica do meio. E o «meio», o «espaço», é a nossa referência.

Mas tocou no busilis... como verá , na verdade, na teoria do Big Bang, o «Big Bang» é um conceito que está a mais.... a Inflação é apenas a forma de encaixar na teoria que descreve as observações tal como nós as percebemos o episódio do Big Bang - um episódio impossivel de encaixar.

Curiosamente, como verá, o Desvanecimento até poderia encaixar facilmente um Big Bang, ao contrário da teoria do Big Bang... mas é tão subtil o raio deste universo!!!
De FMS a 28 de Outubro de 2008 às 10:07
Olá meninos,

julgo que andámos todos na FCUL----? Eu sou da classe de 88. Que agradável surpresa encontrar este blog.

Mesmo que esteja enganado (é que me recordo particularmente de ouvir "alf" pelos corredores do C1) um grande abraço.

FMS
De alf a 28 de Outubro de 2008 às 19:03
FMS

É um prazer ser encontrado! Sobretudo quando se trata de alguém que não se assusta com uma notação exponencial.

Andei uma ou outra vez pelos corredores do C1 mas não como aluno... seria outro "alf"... mas tenho pena :-)

De Doigo a 1 de Novembro de 2008 às 22:48
Acho que a blogosfera em peso deveria procurar todos os pecados do dr. Macedo e trazê-los ao de cima. Porque um gajo que manda a sua repartição rezar uma missa, ou é louco ou é da Opus Dei.


Erro nº1: Parte-se do princípio de um Big Bang - « no início, o Universo era tão compacto que os electrões e protões não poderiam associar-se em átomos, formando um gás de iões a alta temperatura».

Depois vamos para o inflatão. Que se seguirá?
De alf a 3 de Novembro de 2008 às 22:06
Diogo

é isso mesmo (no que se refere ao Big Bang), como se verá dois posts à frente!

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