¿Esta el espacio curvado? ¿Podemos ver la Vía Láctea en el pasado?
Esta visión infrarroja revela galaxias muy lejanas que existían hace mucho, mucho tiempo. Tomado por la Cámara de infrarrojos cercano y el Espectrómetro de Objetos Múltiples a bordo del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA, la imagen es parte del estudio de campo ultra profundo de Hubble, el retrato más profundo jamás tomado del universo. Crédito de la imagen: NASA, ESA and R. Thompson (Univ. Arizona)
Por Jillian Scudder, para Forbes Mayo 28, 2017
soy Astrofísica Ph.D. respondo a preguntas acerca del espacio
Las opiniones expresadas por Jillian son exclusivamente de ella
Esta visión infrarroja revela galaxias muy lejanas que existían hace mucho, mucho tiempo. Tomado por la Cámara de infrarrojos cercano y el Espectrómetro de Objetos Múltiples a bordo del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA, la imagen es parte del estudio de campo ultra profundo de Hubble, el retrato más profundo jamás tomado del universo.
Es matemáticamente posible que un universo se forme de esta manera, pero no nuestro Universo. Nuestro Universo está tan cerca de plano como podemos medir ahora, aunque sólo es posible que sea muy ligeramente curvado, teniendo en cuenta el contoneo del movimiento que tenemos en nuestras mediciones.
El universo que usted describe podría ser redondo, en forma de rosca o cilíndrico; Algo de forma donde al menos en una dirección, se conecta de nuevo a sí mismo. Estas no son las únicas opciones para un universo - también podría inventar una forma de silla de montar u otra forma más exótica para ubicar su universo.
Por ahora, rodemos con un universo cilíndrico. Y pongamos una estrella en alguna parte de la superficie. Si la luz de esta estrella va a lo largo de la longitud del cilindro, todo lo que puede hacer es salir, porque la superficie es plana en esa dirección; No hay curva o lazo. Este comportamiento plano y no curvado es cómo creemos que nuestro Universo se comporta en todas las direcciones. La luz en nuestro Universo sale de su estrella, y viaja en una línea recta para siempre (hasta donde podemos decir) a menos que sea interceptada por otro objeto astrofísico, otra estrella, planeta o detector de telescopio.
Sin embargo, la luz que deja nuestra estrella en el universo cilíndrico tiene otra opción. La luz que va en la otra dirección - alrededor de la curva del cilindro - también viajará en una trayectoria recta. Pero esta trayectoria se remonta a sí misma, y si la luz no alcanza otra cosa, después de haber completado su recorrido por la circunferencia del cilindro, llegará de nuevo al punto de partida, al otro lado de la estrella, retrasada por la longitud De tiempo que tomó para hacer su bucle.
Las tres posibles geometrías del espacio. En la parte superior está una esfera, seguida por un universo en forma de silla de montar, y luego plana. Cada geometría afectará la trayectoria de la luz que viaja a través de ella. Crédito de la imagen: Team NASA / WMAP Science
¿Qué sucede si haces que tu universo fuera esférico? Es una cosa muy parecida, excepto que ahora cada camino que la luz puede tomar se vuelve a lazo sobre sí mismo, dandole suficiente tiempo. Hay otra cosa curiosa acerca de la luz esta vez, sin embargo, que es que los rayos de luz, a pesar de que todos están viajando "fuera", se cruzan entre sí en algún otro punto de la esfera. Si la estrella estuviera sobre una superficie plana, estos haces de luz sólo se separarían cada vez más; No hay nada que pueda curvar la luz hacia el otro.
En nuestro Universo, sabemos que no hay flexión de la luz como viene a través del espacio (esto es a partir de un análisis del mapa de la luz más antigua en el Universo) más allá de lo que cabría esperar de las fuerzas gravitacionales. Esta falta de una gran escala-flexión descarta las opciones esféricas y en forma de silla de montar, y todo lo que queda son los que se pueden considerar planos. Aunque no podemos observar el universo entero para determinar objetivamente cuál es la forma global de la cosa entera, sabemos que en las escalas del universo observable, nuestro Universo es bastante duro.
La impresión de este artista muestra cómo los fotones en el Fondo de Microondas Cósmico (CMB, como detectado por el telescopio espacial Planck de la ESA) son desviados por el efecto de la lente gravitacional de las estructuras cósmicas masivas a medida que viajan a través del Universo. Crédito de la imagen: ESA and the Planck Collaboration
¿Cómo sabemos que el Universo no es un cilindro enrollado? Bueno, no podemos descartar un cilindro gigantesco, pero tendría que ser tan grande que no pudiéramos detectar una diferencia entre la luz que "sale" a lo largo del cilindro y la luz que va "alrededor", porque por lo que podemos observar, el Universo es el mismo en todas direcciones. Si hubiera una dirección preferida, en la que el Universo parecía mucho más joven que en la otra dirección, entonces desconfiaríamos de una forma cilíndrica. Pero como no hay evidencia de eso, usualmente describimos nuestro Universo como una rejilla no-deformada, tridimensional. Y con ese tipo de forma, no esperamos que ninguna de la luz del universo lejano esté tomando un camino en bucle para mostrarnos nuestra propia Vía Láctea.
Soy Investigador Postdoctoral en Astrofísica. Encuentrame en twitter @Jillian_Scudder.
Astroquizzical responde a sus preguntas sobre el espacio! Envíe una pregunta o únase a la lista de correo.
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¿Es posible que el espacio-tiempo esté curvado de tal manera que una (o muchas) de las galaxias que vemos en los telescopios es en realidad nuestra propia Vía Láctea hae unos miles de millones de años antes?
Esta visión infrarroja revela galaxias muy lejanas que existían hace mucho, mucho tiempo. Tomado por la Cámara de infrarrojos cercano y el Espectrómetro de Objetos Múltiples a bordo del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA, la imagen es parte del estudio de campo ultra profundo de Hubble, el retrato más profundo jamás tomado del universo. Crédito de la imagen: NASA, ESA and R. Thompson (Univ. Arizona)
Por Jillian Scudder, para Forbes Mayo 28, 2017
soy Astrofísica Ph.D. respondo a preguntas acerca del espacio
Las opiniones expresadas por Jillian son exclusivamente de ella
Esta visión infrarroja revela galaxias muy lejanas que existían hace mucho, mucho tiempo. Tomado por la Cámara de infrarrojos cercano y el Espectrómetro de Objetos Múltiples a bordo del Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA, la imagen es parte del estudio de campo ultra profundo de Hubble, el retrato más profundo jamás tomado del universo.
Es matemáticamente posible que un universo se forme de esta manera, pero no nuestro Universo. Nuestro Universo está tan cerca de plano como podemos medir ahora, aunque sólo es posible que sea muy ligeramente curvado, teniendo en cuenta el contoneo del movimiento que tenemos en nuestras mediciones.
El universo que usted describe podría ser redondo, en forma de rosca o cilíndrico; Algo de forma donde al menos en una dirección, se conecta de nuevo a sí mismo. Estas no son las únicas opciones para un universo - también podría inventar una forma de silla de montar u otra forma más exótica para ubicar su universo.
Por ahora, rodemos con un universo cilíndrico. Y pongamos una estrella en alguna parte de la superficie. Si la luz de esta estrella va a lo largo de la longitud del cilindro, todo lo que puede hacer es salir, porque la superficie es plana en esa dirección; No hay curva o lazo. Este comportamiento plano y no curvado es cómo creemos que nuestro Universo se comporta en todas las direcciones. La luz en nuestro Universo sale de su estrella, y viaja en una línea recta para siempre (hasta donde podemos decir) a menos que sea interceptada por otro objeto astrofísico, otra estrella, planeta o detector de telescopio.
Sin embargo, la luz que deja nuestra estrella en el universo cilíndrico tiene otra opción. La luz que va en la otra dirección - alrededor de la curva del cilindro - también viajará en una trayectoria recta. Pero esta trayectoria se remonta a sí misma, y si la luz no alcanza otra cosa, después de haber completado su recorrido por la circunferencia del cilindro, llegará de nuevo al punto de partida, al otro lado de la estrella, retrasada por la longitud De tiempo que tomó para hacer su bucle.
Las tres posibles geometrías del espacio. En la parte superior está una esfera, seguida por un universo en forma de silla de montar, y luego plana. Cada geometría afectará la trayectoria de la luz que viaja a través de ella. Crédito de la imagen: Team NASA / WMAP Science
¿Qué sucede si haces que tu universo fuera esférico? Es una cosa muy parecida, excepto que ahora cada camino que la luz puede tomar se vuelve a lazo sobre sí mismo, dandole suficiente tiempo. Hay otra cosa curiosa acerca de la luz esta vez, sin embargo, que es que los rayos de luz, a pesar de que todos están viajando "fuera", se cruzan entre sí en algún otro punto de la esfera. Si la estrella estuviera sobre una superficie plana, estos haces de luz sólo se separarían cada vez más; No hay nada que pueda curvar la luz hacia el otro.
En nuestro Universo, sabemos que no hay flexión de la luz como viene a través del espacio (esto es a partir de un análisis del mapa de la luz más antigua en el Universo) más allá de lo que cabría esperar de las fuerzas gravitacionales. Esta falta de una gran escala-flexión descarta las opciones esféricas y en forma de silla de montar, y todo lo que queda son los que se pueden considerar planos. Aunque no podemos observar el universo entero para determinar objetivamente cuál es la forma global de la cosa entera, sabemos que en las escalas del universo observable, nuestro Universo es bastante duro.
La impresión de este artista muestra cómo los fotones en el Fondo de Microondas Cósmico (CMB, como detectado por el telescopio espacial Planck de la ESA) son desviados por el efecto de la lente gravitacional de las estructuras cósmicas masivas a medida que viajan a través del Universo. Crédito de la imagen: ESA and the Planck Collaboration
¿Cómo sabemos que el Universo no es un cilindro enrollado? Bueno, no podemos descartar un cilindro gigantesco, pero tendría que ser tan grande que no pudiéramos detectar una diferencia entre la luz que "sale" a lo largo del cilindro y la luz que va "alrededor", porque por lo que podemos observar, el Universo es el mismo en todas direcciones. Si hubiera una dirección preferida, en la que el Universo parecía mucho más joven que en la otra dirección, entonces desconfiaríamos de una forma cilíndrica. Pero como no hay evidencia de eso, usualmente describimos nuestro Universo como una rejilla no-deformada, tridimensional. Y con ese tipo de forma, no esperamos que ninguna de la luz del universo lejano esté tomando un camino en bucle para mostrarnos nuestra propia Vía Láctea.
Soy Investigador Postdoctoral en Astrofísica. Encuentrame en twitter @Jillian_Scudder.
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