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En un universo hecho de radiación…

En la entrada anterior, En un universo hecho de materia…, hemos aprendido a definir un modelo cosmológico cuando en el universo sólo hay materia.  Ahora vamos a hacer lo mismo pero en el caso en el que sólo tenemos radiación electromagnética, fotones.

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En un universo hecho de materia…

Durante las anteriores entradas del minicurso: Cosmología, una introducción fácil hemos introducido las ecuaciones de interés en cosmología.  También hemos pasado un tiempo hablando de la expansión del universo y de cómo tratarlo.  Pero también hablamos de qué ingredientes hacen falta para dar un modelo cosmológico:  Ingredientes para hacer un universo.

Con esta entrada empezamos precisamente a esto último, vamos a ir presentando distintos modelos cosmológicos basados en distintos contenidos de materia/energía en el universo.  Luego veremos como extraer magnitudes observables de estos modelos que se puedan comparar con nuestros datos observacionales.

El primer caso que vamos a tratar es:  Un universo con únicamente materia no relativista.

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Ingredientes para hacer un universo

En las entradas anteriores del minicurso:  Cosmología, una introducción fácil nos hemos empeñado en obtener dos ecuaciones:

–  La ecuación de Friedmann

\left(\dfrac{\dot{a}}{a}\right)^2=\dfrac{8\pi G}{3}\rho-\dfrac{kc^2}{a^2}

–  La ecuación de la evolución de la densidad

\dot{\rho}+\dfrac{\dot{a}}{a}\left(\rho+\dfrac{P}{c^2}\right)=0

La pregunta que nos tenemos que hacer es: ¿Para qué queremos todo esto? ¿Qué tiene que ver con la cosmología?

En esta entrada pretendemos explicar los ingredientes básicos para obtener un modelo cosmológico.

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El universo y su densidad

En las entradas anteriores del minicurso: Cosmología, una introducción fácil hemos presentado cómo se deducen las ecuaciones de Friedmann empleando las leyes de Newton.  Este truco nos permite librarnos de una descripción basada en relatividad general que complicaría todo muchísimo más desde un punto de vista matemático.

Las ecuaciones de Friedmann son esenciales porque nos dicen cómo se comporta el factor de escala que es el parámetro que nos habla de cómo se expande el universo.  Pero como vimos en las entradas correspondientes:  De Newton a la ecuación de Friedmann Primera Parte y De Newton a la ecuación de Friedmann Segunda Parte estás ecuaciones dependen de la densidad del universo (densidad de materia/energía).  Por lo tanto, para resolver dichas ecuaciones, lo que nos dirá cómo se comporta el factor de escala o dicho de otro modo como se expande el universo, tenemos que conocer cómo se comporta la densidad en el universo durante su evolución.

Así que en esta entrada nos vamos a centrar en hallar dicho comportamiento de la densidad.

Esto se puede encontrar en cualquier libro de cosmología: Libros de Cosmología.

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