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Análisis del modelo de concordancia

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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.