Responsable: MARIO ALBERTO RODRIGUEZ MEZA

Objetivos:

Estudio de la estructura del universo a la luz de nuevas teorías de la gravedad

Antecedentes:

Para estudiar el universo lo primero que debemos hacer es determinar sus composición. Conociendo sus componentes entonces sabremos como estos interactuan entre sí con lo cual podremos inferir el pasado, el presente y futuro del universo, es decir, como evoluciona, como se estructura, como se forman las galaxias y las estrellas. Las componentes obvias serían los átomos de la tabla periódica, en particular el átomo mayoritario (incluido sus variantes ionizados) es el hidrógeno. Agregamos también la luz o radiación en todas las longitudes de onda posibles, como visible, rayos X, infrarrojo, etcétera. Agregamos las partículas más elementales que puedan ser de interés como los neutrinos. Juntando todo esto y analizando las observaciones que se tienen, como la información de la explosión de Supernovas, la radiación cósmica de fondo, curvas de rotación de las estrellas al rededor de las galaxias espirales, censos de galaxias y cuasares, entre otras muchas mediciones astronómicas, obtenemos que el inventario cósmico anterior no es suficiente para explicar el pasado y la evolución futura del universo. El universo en la época actual está en expansión acelerada. Se ha encontrado entonces que para lograr explicar las observaciones se necesitan dos componentes, llamadas oscuras porque no interactuan con la radiación, no la emiten ni la absorben, la materia y la energía oscuras. La materia oscura explica la estructura del universo a la escala de galaxias y cúmulos de galaxias; y la energía oscura explica la expansión acelerada del universo. Pero resulta que no entendemos ni sabemos que son estas componentes. Son los dos problemas abiertos de la actualidad. El objetivo de nuestro proyecto es la prueba de diversos modelos de estas componentes oscuras usando modificaciones a la gravedad y con ello intentar explicar la expansión acelerada y la estructura del universo como lo determinan las observaciones.

Beneficios:

El mayor impacto práctico de la investigación está en el uso y desarrollo de códigos numéricos para hacer simulaciones de gran escala. Los códigos desarrollados en general implementan numéricamente la solución de un número enorme de ecuaciones diferenciales acopladas con condiciones a la frontera e iniciales. Estos códigos y la experiencia en su manejo se pueden usar para el estudio de sistemas de N-cuerpos y de fluidos a nivel terrestre. Pero también hay un aspecto filosófico de tipo general que tiene que ver con responder las preguntas que desde tiempos inmemoriales han ocupado a la humanidad: ¿de dónde venimos? ¿Qué somos? ¿Y cuál es nuestro destino? 

Vinculación:

(1) Dr. Mario Alberto Rodríguez-Meza, ININ, marioalberto.rodriguez@inin.gob.mx, Responsable, desarrollo de códigos, construcción de condiciones inicialessimulaciones cosmológicas y de dinámica galáctica, ajuste de curvas de rotación con modelos alternativos, análisis de los diferentes aspectos teóricos de las teorías de gravedad modificada y estudio de sus propiedades cosmológicas.

(2) Dr. Jorge L. Cervantes-Cota, ININ, jorge.cervantes@inin.gob.mx, análisis de los diferentes aspectos teóricos de las teorías de gravedad modificada y estudio de sus propiedades cosmológicas.

(3) Dr. Salvador Galindo Uribarri, ININ, salvador.galindo@inin.gob.mx, estudio de diversos aspectos generales de la gravedad.

(4) Dr. Jaime Klapp, ININ, jaime.klapp@inin.gob.mx, Simulaciones de dinámica galáctica.

(5) Dr. Darío Núñez, ICN-UNAM, nunez@nucleares.unam.mx, análisis de los diferentes aspectos teóricos de las teorías de gravedad modificada.

(6) Dr. Axel de la Macorra, IF-UNAM, a.macorra@gmail.com, análisis de los diferentes aspectos teóricos de las teorías de gravedad modificada.

(7) Dr. Tonatiuh Matos, CINVESTAV, tmatos@fis.cinvestav.mx, análisis de los diferentes aspectos teóricos de las teorías de gravedad modificada.

(8) Dra. Anabel Arrieta, Universidad Iberoamericana, anabel.arrieta@ibero.mx, modelo de dinámica galáctica.

(9) Dra. Lilia Meza, IF-BUAP, lilia@ifuap.buap.mx, desarrollo de códigos de N-cuerpos.