Thursday, March 12, 2020

Efecto de ambiguedades de cosmologías cuánticas de lazos en el espectro de potencia primordial

Tuesday, Feb. 4th.
Parampreet Singh, LSU

Title: Effect of ambiguities in loop cosmology on primordial power spectrum
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Por Jorge Pullin, LSU.



La cosmología es el estudio del universo como un todo. El lector podrá preguntar, cómo pueden estudiar el universo, un sistema tan complicado? La respuesta es, muy groseramente. Uno ignora muchos grados de libertad y se concentra en unos pocos. En su versión más simple, el estudio de la cosmología es lo que se conoce como una aproximación de mini superespacio. Uno congela todos los grados de libertad excepto unos pocos. En el caso mas simple, uno se concentra en el tamaño del universo. Dado que es un solo número, las ecuaciones para el mismo se vuelven muy simples.

Sin embargo, nos gustaría estudiar más propiedades del universo. Para esto se usa una técnica conocida como perturbaciones. Uno supone que el universo es lo suficientemente simple como para concentrarse en su tamaño, esto constituirá una solución “de fondo” de la que se consideraran pequeñas desviaciones. Uno puede escribir ecuaciones para las pequeñas desviaciones que son lo suficientemente simples como para ser resueltas. Este enfoque ha llevado a predicciones espectaculares.

Quizá las mas impactantes son las predicciones para las anisotropías del fondo de radiación cósmica de microondas. Este está compuesto por luz que llega a la Tierra después de haber viajado desde el Big Bang. Como durante el viaje el universo se expandió, se “enfrió” (sus longitudes de onda se volvieron mas larga) y esa es la razón por la que la recibimos como microondas. Resulta que si uno mira en dos direcciones del cielo distintas, la “temperatura” (longitud de onda) de las microondas que llegan es exactamente la misma. Coinciden hasta una parte en 100.000. Las pequeñas diferencias no son aleatorias, tienen patrones en su estructura. Y dichos patrones han sido medidos con satélites de microondas. Y coinciden admirablemente bien con las predicciones de la teoría de perturbaciones.

La cosmología cuántica de lazos es la aplicación de las técnicas de la gravedad cuántica de lazos en cosmología. Las cosmologías cuánticas resultantes han sido estudiadas con la inclusión de pequeñas perturbaciones. Los resultados de las predicciones son casi los mismos que los de la teoría clásica, pero con algunas desviaciones que por el momento no resultan observables experimentalmente.

Cuando uno cuantiza teorías, no hay un único procedimiento a seguir. Procedimientos distintos llevan a teorías que tienen pequeñas diferencias, con predicciones distintas. Esta plática se concentro en como dichas diferencias en el tratamiento de la solución “de fondo” impactan en las predicciones de la anisotropía del fondo de microondas cósmico. La conclusión principal es que, a pesar de las ambigüedades en la cuanización, las predicciones resultantes exhiben robustez, aumentando nuestra confianza en su plausibilidad física. Estas predicciones son quizá lo más cercano que tenemos a una verificación experimental de la gravedad cuántica así que es importante que no tengan ambigüedades significativas.