Los astrónomos dicen que la Vía Láctea reside en un gran
vacío
cósmico
Esbozado en azul claro, las colecciones gigantes de galaxias se pueden dividir en super cúmulos. Pero nuestro super cúmulo, junto con muchos otros cercanos, podría aún residir en un vacío cósmico aún mayor. Crédito de la imagen: R. Brent Tully, Hélène Courtois, Yehuda Hoffman & Daniel Pomarède, Nature 513, 71–73 (04 September 2014)
Por Ethan Siegel, para Forbes Junio 7 de 2017
Las opiniones de Ethan Siegel, no necesariamente son las de Forbes
Si vas a dar nuestra dirección cósmica, podrías decirle a alguien que vivimos en el planeta Tierra, orbitando nuestro Sol, en las afueras de un espolón de los brazos espirales de la Vía Láctea, en la segunda galaxia más grande de nuestro grupo local, unos 50 millones Años luz del Cúmulo de Virgo, incrustado dentro del superaglomerado de Laniakea. Bueno, puede que tenga que añadir otra línea a esa dirección, ya que Laniakia, junto con decenas de otros cúmulos gigantes cercanos, están incrustados dentro de un gran vacío cósmico que se extiende a mil millones de años luz de extremo a extremo. Esta región del espacio, por debajo de la media, es consistente con todo lo que observamos, respaldado por las nuevas observaciones presentadas en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana de esta semana, y podría proporcionar la solución a una de las mayores discrepancias del Universo.
La estructura simulada a gran escala del Universo muestra patrones intrincados de agrupamiento que nunca se repiten. Pero desde nuestra perspectiva, sólo podemos ver un volumen finito del Universo, que aparece uniforme en las escalas más grandes. Crédito de la imagen: V. Springel et al., MPA Garching, and the Millenium Simulation
En las escalas más grandes, el Universo es uniforme, con cantidades iguales de materia y energía en todas partes. Si dibujó una esfera imaginaria de unos pocos miles de millones de años luz alrededor de cualquier punto y midió la cantidad total de masa dentro, obtendría el mismo número en todas partes, con una precisión del 99,99%. Pero si tu esfera fuera más pequeña, verías que empezarías a obtener números diferentes en diferentes lugares. La gravedad empuja la materia en filamentos, grupos y racimos de galaxias y roba materia lejos de regiones menos densas, creando grandes vacíos cósmicos.
Un mapa del universo local observado por Sloan Digital Sky Survey. Las áreas naranjas tienen densidades más altas de racimos de galaxias y filamentos. Crédito de la imagen: Sloan Digital Sky Survey
Hoy en día, la materia en el Universo se distribuye como una combinación de una tela de araña y queso suizo. Los "agujeros" en el Universo son estupendos, con algunos diez millones de años de luz que se extienden a través de antes de que se ejecute en cualquier galaxias en absoluto. Por otro lado, hay lugares donde los filamentos se cruzan — un gran nexo en la red cósmica — que corresponden a las ubicaciones y existencias de los racimos de galaxias ultra-grandes, algunos de los cuales contienen miles de veces la masa de nuestra galaxia.
El Universo contiene muchas regiones sobredimensionadas y subdimensionadas de diferentes tamaños, pero parece suave si se aleja lo suficiente. Crédito de la imagen: Andrew Z. Colvin of Wikimedia Commons
Pero entre escalas donde hay enormes diferencias de densidad y aquellas en las que la densidad promedia al mismo número cada vez, algo interesante está sucediendo. En escalas que oscilan entre medio billón y tres mil millones de años luz de diámetro, es posible que encuentre dos regiones diferentes que parecen muy similares en la superficie — huecos y conglomerados, filamentos revestidos de galaxias, agujeros múltiples de queso suizo, etc. — podrían diferir en sus densidades generales en un 20% o más. Sin hacer una encuesta muy grande y detallada de un conjunto muy grande de regiones en el Universo (por ejemplo, que va mucho más allá de miles de millones de años luz), no tendría manera de saber con certeza si vivió en uno o no.
La construcción de la escala cósmica de la distancia implica ir de nuestro sistema solar a las estrellas a las galaxias próximas a las distantes. Cada "paso" lleva consigo sus propias incertidumbres; También estaría sesgada hacia valores más altos o más bajos si viviéramos en una región subdensa o sobredensa. Crédito de la imagen: NASA,ESA, A. Feild (STScI), and A. Riess (STScI/JHU)
Pero habría una indirecta. Si usted vivía en una región sobredensa, incluso una que se parecía mucho a una región promedio en todos los demás aspectos, encontraría que habría una cosa que parecía rara: el Universo en expansión. Debido a que tenías más materia que la media donde estabas, las galaxias cercanas gravitarían mutuamente con más fuerza, y la velocidad de expansión del Universo parecería más lenta para ti. Si miraba a escalas muy grandes y distantes, la tasa de expansión volvería a aparecer normal, pero justo donde está, se mediría que es inferior al promedio. Cualquier técnica que sólo se basó en mediciones cercanas — cosas como paralaje, cefeidas, o incluso la mayoría de las supernovas — le daría ese resultado sesgado.
Tensiones de medición modernas desde la escalas de distancia (roja) con datos CMB (verde) y datos de BAO (azul). Crédito de la imagen:
Por otro lado, si usted vivía en una región de baja densidad, su vecindario local del espacio gravitaría menos fuertemente que el promedio, y la tasa de expansión parecería mayor (más alta) para usted. Hemos notado este problema exacto en nuestras mediciones durante algunos años: si intentamos medir la tasa de expansión usando estas técnicas de escala de distancia cósmica, encontramos que el Universo se expande aproximadamente 5-10% más rápidamente de lo que otros métodos indican. Si usamos datos del fondo de microondas cósmico o del agrupamiento a gran escala del Universo, obtenemos un valor para la tasa de expansión de Hubble de 67-68 km / s / Mpc, mientras que las galaxias relativamente cercanas muestran una tasa que es más parecida a 72 -75 km / s / Mpc.
Tres tipos diferentes de mediciones, estrellas lejanas y galaxias, la estructura a gran escala del Universo, y las fluctuaciones en el CMB, nos dicen la historia de expansión del Universo. Crédito de la imagen: NASA/ESA Hubble (top L), SDSS (top R), ESA and the Planck Collaboration (bottom)
Según la investigación realizada por el equipo de Amy Barger en la Universidad de Wisconsin-Madison, el vacío que contiene nuestra Vía Láctea es enorme, esférico, y contiene no sólo a nuestro supercúmulo local, sino también a muchos superaglomerados más allá de eso. Aunque las simulaciones predicen huecos que van desde decenas de millones de años luz hasta unos pocos miles de millones, nuestras mediciones no han llegado a ser lo suficientemente buenas para medir los vacíos más grandes con precisión. Con un radio de aproximadamente mil millones de años luz, el vacío que contiene nuestra Vía Láctea, conocido como el vacío KBC (para los científicos Keenan, Barger y Cowie), es el mayor vacío confirmado en el Universo.
Con el tiempo, las interacciones gravitatorias convertirán un Universo en su mayoría uniforme, de igual densidad en uno con grandes concentraciones de materia y enormes vacíos que las separan. Crédito de la imagen: Volker Springel
De acuerdo con una nueva investigación presentada por Ben Hoscheit en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana de esta semana, este vacío es totalmente coherente con ser grande, esférico, y contiene la Vía Láctea a unos pocos cientos de millones de años luz de su centro. Amy Barger puso esta nueva confirmación en su contexto:
Una región de espacio carente de materia en nuestra galaxia revela el Universo más allá, donde cada punto es una galaxia lejana. La estructura cluster / void se puede ver muy claramente. Crédito de la imagen: ESA/Herschel/SPIRE/HerMES
Si no hubiera un gran vacío cósmico en el que residiera nuestra Vía Láctea, esta tensión entre diferentes maneras de medir la tasa de expansión de Hubble plantearía un gran problema. O bien habría un error sistemático que afectaría a uno de los métodos de medirlo, o las propiedades de energía oscura del Universo podrían estar cambiando con el tiempo. Pero ahora mismo, todos los signos apuntan a una simple explicación cósmica que resolvería todo: estamos simplemente un poco por debajo de la media cuando se trata de densidad.
Similar:
Astrofísico y autor Ethan Siegel es el fundador y escritor primario de Starts With A Bang!
..................................
With a little help from Google Translate for Business
Comenzó con un estallido
El Universo está ahí, esperando a que lo descubras
Esbozado en azul claro, las colecciones gigantes de galaxias se pueden dividir en super cúmulos. Pero nuestro super cúmulo, junto con muchos otros cercanos, podría aún residir en un vacío cósmico aún mayor. Crédito de la imagen: R. Brent Tully, Hélène Courtois, Yehuda Hoffman & Daniel Pomarède, Nature 513, 71–73 (04 September 2014)
Por Ethan Siegel, para Forbes Junio 7 de 2017
Las opiniones de Ethan Siegel, no necesariamente son las de Forbes
Si vas a dar nuestra dirección cósmica, podrías decirle a alguien que vivimos en el planeta Tierra, orbitando nuestro Sol, en las afueras de un espolón de los brazos espirales de la Vía Láctea, en la segunda galaxia más grande de nuestro grupo local, unos 50 millones Años luz del Cúmulo de Virgo, incrustado dentro del superaglomerado de Laniakea. Bueno, puede que tenga que añadir otra línea a esa dirección, ya que Laniakia, junto con decenas de otros cúmulos gigantes cercanos, están incrustados dentro de un gran vacío cósmico que se extiende a mil millones de años luz de extremo a extremo. Esta región del espacio, por debajo de la media, es consistente con todo lo que observamos, respaldado por las nuevas observaciones presentadas en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana de esta semana, y podría proporcionar la solución a una de las mayores discrepancias del Universo.
La estructura simulada a gran escala del Universo muestra patrones intrincados de agrupamiento que nunca se repiten. Pero desde nuestra perspectiva, sólo podemos ver un volumen finito del Universo, que aparece uniforme en las escalas más grandes. Crédito de la imagen: V. Springel et al., MPA Garching, and the Millenium Simulation
En las escalas más grandes, el Universo es uniforme, con cantidades iguales de materia y energía en todas partes. Si dibujó una esfera imaginaria de unos pocos miles de millones de años luz alrededor de cualquier punto y midió la cantidad total de masa dentro, obtendría el mismo número en todas partes, con una precisión del 99,99%. Pero si tu esfera fuera más pequeña, verías que empezarías a obtener números diferentes en diferentes lugares. La gravedad empuja la materia en filamentos, grupos y racimos de galaxias y roba materia lejos de regiones menos densas, creando grandes vacíos cósmicos.
Un mapa del universo local observado por Sloan Digital Sky Survey. Las áreas naranjas tienen densidades más altas de racimos de galaxias y filamentos. Crédito de la imagen: Sloan Digital Sky Survey
Hoy en día, la materia en el Universo se distribuye como una combinación de una tela de araña y queso suizo. Los "agujeros" en el Universo son estupendos, con algunos diez millones de años de luz que se extienden a través de antes de que se ejecute en cualquier galaxias en absoluto. Por otro lado, hay lugares donde los filamentos se cruzan — un gran nexo en la red cósmica — que corresponden a las ubicaciones y existencias de los racimos de galaxias ultra-grandes, algunos de los cuales contienen miles de veces la masa de nuestra galaxia.
El Universo contiene muchas regiones sobredimensionadas y subdimensionadas de diferentes tamaños, pero parece suave si se aleja lo suficiente. Crédito de la imagen: Andrew Z. Colvin of Wikimedia Commons
Pero entre escalas donde hay enormes diferencias de densidad y aquellas en las que la densidad promedia al mismo número cada vez, algo interesante está sucediendo. En escalas que oscilan entre medio billón y tres mil millones de años luz de diámetro, es posible que encuentre dos regiones diferentes que parecen muy similares en la superficie — huecos y conglomerados, filamentos revestidos de galaxias, agujeros múltiples de queso suizo, etc. — podrían diferir en sus densidades generales en un 20% o más. Sin hacer una encuesta muy grande y detallada de un conjunto muy grande de regiones en el Universo (por ejemplo, que va mucho más allá de miles de millones de años luz), no tendría manera de saber con certeza si vivió en uno o no.
La construcción de la escala cósmica de la distancia implica ir de nuestro sistema solar a las estrellas a las galaxias próximas a las distantes. Cada "paso" lleva consigo sus propias incertidumbres; También estaría sesgada hacia valores más altos o más bajos si viviéramos en una región subdensa o sobredensa. Crédito de la imagen: NASA,ESA, A. Feild (STScI), and A. Riess (STScI/JHU)
Pero habría una indirecta. Si usted vivía en una región sobredensa, incluso una que se parecía mucho a una región promedio en todos los demás aspectos, encontraría que habría una cosa que parecía rara: el Universo en expansión. Debido a que tenías más materia que la media donde estabas, las galaxias cercanas gravitarían mutuamente con más fuerza, y la velocidad de expansión del Universo parecería más lenta para ti. Si miraba a escalas muy grandes y distantes, la tasa de expansión volvería a aparecer normal, pero justo donde está, se mediría que es inferior al promedio. Cualquier técnica que sólo se basó en mediciones cercanas — cosas como paralaje, cefeidas, o incluso la mayoría de las supernovas — le daría ese resultado sesgado.
Tensiones de medición modernas desde la escalas de distancia (roja) con datos CMB (verde) y datos de BAO (azul). Crédito de la imagen:
Por otro lado, si usted vivía en una región de baja densidad, su vecindario local del espacio gravitaría menos fuertemente que el promedio, y la tasa de expansión parecería mayor (más alta) para usted. Hemos notado este problema exacto en nuestras mediciones durante algunos años: si intentamos medir la tasa de expansión usando estas técnicas de escala de distancia cósmica, encontramos que el Universo se expande aproximadamente 5-10% más rápidamente de lo que otros métodos indican. Si usamos datos del fondo de microondas cósmico o del agrupamiento a gran escala del Universo, obtenemos un valor para la tasa de expansión de Hubble de 67-68 km / s / Mpc, mientras que las galaxias relativamente cercanas muestran una tasa que es más parecida a 72 -75 km / s / Mpc.
Tres tipos diferentes de mediciones, estrellas lejanas y galaxias, la estructura a gran escala del Universo, y las fluctuaciones en el CMB, nos dicen la historia de expansión del Universo. Crédito de la imagen: NASA/ESA Hubble (top L), SDSS (top R), ESA and the Planck Collaboration (bottom)
Según la investigación realizada por el equipo de Amy Barger en la Universidad de Wisconsin-Madison, el vacío que contiene nuestra Vía Láctea es enorme, esférico, y contiene no sólo a nuestro supercúmulo local, sino también a muchos superaglomerados más allá de eso. Aunque las simulaciones predicen huecos que van desde decenas de millones de años luz hasta unos pocos miles de millones, nuestras mediciones no han llegado a ser lo suficientemente buenas para medir los vacíos más grandes con precisión. Con un radio de aproximadamente mil millones de años luz, el vacío que contiene nuestra Vía Láctea, conocido como el vacío KBC (para los científicos Keenan, Barger y Cowie), es el mayor vacío confirmado en el Universo.
Con el tiempo, las interacciones gravitatorias convertirán un Universo en su mayoría uniforme, de igual densidad en uno con grandes concentraciones de materia y enormes vacíos que las separan. Crédito de la imagen: Volker Springel
De acuerdo con una nueva investigación presentada por Ben Hoscheit en la reunión de la Sociedad Astronómica Americana de esta semana, este vacío es totalmente coherente con ser grande, esférico, y contiene la Vía Láctea a unos pocos cientos de millones de años luz de su centro. Amy Barger puso esta nueva confirmación en su contexto:
"A menudo es muy difícil encontrar soluciones consistentes entre muchas observaciones diferentes. Lo que Ben ha demostrado es que el perfil de densidad que Keenan midió es consistente con los observables cosmológicos. Uno siempre quiere encontrar consistencia, o bien hay un problema en alguna parte que necesita ser resuelto."
Una región de espacio carente de materia en nuestra galaxia revela el Universo más allá, donde cada punto es una galaxia lejana. La estructura cluster / void se puede ver muy claramente. Crédito de la imagen: ESA/Herschel/SPIRE/HerMES
Si no hubiera un gran vacío cósmico en el que residiera nuestra Vía Láctea, esta tensión entre diferentes maneras de medir la tasa de expansión de Hubble plantearía un gran problema. O bien habría un error sistemático que afectaría a uno de los métodos de medirlo, o las propiedades de energía oscura del Universo podrían estar cambiando con el tiempo. Pero ahora mismo, todos los signos apuntan a una simple explicación cósmica que resolvería todo: estamos simplemente un poco por debajo de la media cuando se trata de densidad.
Similar:
Astrofísico y autor Ethan Siegel es el fundador y escritor primario de Starts With A Bang!
..................................
With a little help from Google Translate for Business