Un gigantesco anillo de galaxias podría forzar a los físicos a replantear la gravedad de una forma diferente a como la conocemos
Dos galaxias espirales gemelas cuasi-colisionando. Crédito de la imagen:Gemini Image Gallery
Original de Bec Crew
Los científicos han descubierto que un gigantesco anillo de galaxias rodeando nuestra galaxia y que se extienden por 10 millones de años luz se están alejando de nuestra galaxia tan rápido, que nuestros modelos de la astrofísica no pueden explicarlo.
La estructura se está expandiendo como si se tratara de un “mini Big Bang,” el equipo piensa que este fue formado por una cuasi-colisión entre la Vía Láctea y nuestra vecina la galaxia Andrómeda, la cual creó una especie de honda que lanzó a muchas galaxias pequeñas. El único problema es que este resultado es extraño para las condiciones predichas por la teoría de la relatividad de Einstein.
“Si la gravedad de Einstein estuviera en lo correcto, nuestra galaxia nunca se hubiera acercado lo suficiente a Andrómeda para lanzar algo de está forma tan veloz,” dijo un miembro del equipo Hongsheng Zhao de la Universidad de San Andrés en Escocia.
Zhao y su equipo ha estado investigando los movimientos de un anillo de galaxias pequeñas en el Grupo Local del Universo — un grupo de al menos 54 galaxias, de las cuales las dos más grandes son la Vía Láctea y la Andrómeda que están aproximadamente en su centro.
La Vía Láctea está actualmente a cerca de 2,5 millones de años luz de Andrómeda, pero nuestro vecindario de galaxias está alejándose de nosotros a velocidades cercanas a 402.336 km/h (250.000 mph).
Basados en la teoría de la relatividad de einstein, los atronomos estiman que en 3,75 miles de millones, la Vía Láctea y Andrómeda colisionarán, y que en los miles de millones de años siguientes, las dos llegaran a formar una estirada, desgajaday gigantesca nueva galaxia.
Pero estas galaxias han experimentado antes una cuasi colisión?
Ya en 2013, Zhao y sus colegas sugirieron que hace de 7 a 11 mil millones de años la Vía Láctea y la Galaxia Andrómeda llegaron a estar muy cerca la una de la otra, dando como resultado un “onda a la manera de un tsunami” en el espacio que podría haber expulsado las galaxias más pequeñas hacía afuera hacía las posiciones en que se encuentran actualmente.
Un ejemplo reciente es la imagen que encabeza el artículo, mostrando como dos galaxias espirales NGC 5426 y NGC 5427 están muy cerca de colisionar.
La Galaxia Andrómeda. Crito de la imagen: Imgur/ScienceLlama, NASA
Habiendo investigado esta hipótesis más profundamente, el equipo ahora dice que las velocidades actuales de esas galaxias concuerdan con ese escenario — ellas parecen estar alejándose de nosotros tan rápido que nuestros actuales modelos físicos no pueden explicarlo-
“Esta altas velocidades radiales galacto céntricas tan grandes (GRVs) de algunas galaxias del Grupo Local deben haber sido causadas por fuerzas que no están contempladas en nuestro modelo,” ellos llegaron a esta conclusión en su documento.
No solo se trata de esto, si no que esta galaxias existen en el mismo plano del Universo de la Vía Láctea y de la Galaxia Andrómeda, lo cual es poco probable para que sea una coincidencia, ellos argumentaron.
“La distribución con forma de anillo es muy peculiar. Las galaxias más pequeñas son como hileras de gotas de lluvia que fueron lanzadas hacía afuera desde un paraguas rotando,” dijo Indranil Banik, uno de los investigadores del equipo.
“Hallé que hay escasamente una oportunidad en 640 para que esta distribución de galaxias se de de manera aleatoria en la forma observada. Tracé su origen hasta un evento dinámico cuando el Universo tenía la mitad de su edad actual.”
El problema con este escenario es que no solo la teoría de Einstein falla para explicar las velocidades de estas galaxias, si no que establece que hubo una cuasi colisión que pudo haber terminado en una fusión de la Vía Láctea y la Galaxia Andrómeda hace uno miles de millones de años — lo cual obviamente nunca sucedió.
Esta dificultad explica la razón por la cual nuestros modelos actuales de la gravedad requieren este replanteamiento y es una de las partes más controversiales de la teoría de Einstein — la materia obscura.
La teoría de la relatividad de Einstein es una teoría muy robusta en los términos en que predice el comportamiento de nuestro Universo, pero varios efectos gravitatorios no pueden ser explicados a menos que pongamos en el juego esta extraña y elusiva forma de materia en la mezcla.
Aun cuando constituir el 80 por ciento de la masa del universo, la materia obscura no ha sido observada directamente aun, y esto no es por una carencia en el esfuerzo — un experimento reciente con un costo de US$ 10 millones para hallar trazas de las partículas de materia obscura a través de una búsqueda exhaustiva de 20 meses.
Pero la forma en que la luz se tuerce cuando viaja por el cosmos, y en particular la forma en que rotan las galaxias no pueden ser explicados sin la influencia de la materia obscura en el Universo.
Zhao y su equipo proponen que podríamos estar observando dos posibilidades aquí — Si la teoría de la relatividad de Einstein es correcta, y hay otra explicación por la cual este anillo de galaxias se están acelerando tan rápido (y por la cual no hemos sido capaces de detectar la materia obscura), o nuestro actual de la gravedad necesita ser revisado.
“Varios aspectos de la distribución espacial de estas galaxias podrían ser esperadas que ocurrieran si allí hubiera un encuentro cercano entre MW-M31” (La vía Láctea y la Galaxia Andrómeda) el equipo concluyó en un segundo estudio que presentó sus últimos hallazgos.
“Este evento solo tiene sentido en el contexto de ciertas teorías de la gravedad modificada, en donde las galaxias carecen de los halos de materia obscura masivos y su asociación de fricción dinámica en encuentros cercanos, con lo cual de otra manera se produciría un fusión.”
La hipótesis cita otro documento reciente que propone que nusetro entendimiento actual de la gravedad está equivocado.
El año pasado, el físico Erik Verlinde de la Universidad de Amsterdam sugirió que la gravedad no es una fuerza fundamental de la naturaleza del todo, si no que es un ‘fenómeno emergente’ de algo que no hemos aun definido — tal y como la temperatura es un fenómeno emergente del movimiento de las partículas.
Verlinde propuso que la materia obscura constituye una inconsistencia para nuestro entendimiento de la gravedad, entonces, podría ser que no habría ninguna materia obscura después de todo — puede ser un problema fundamental y es que realmente no entendemos como funciona la gravedad.
Para ser claros, tanto el equipo de Zhao y el de Verlide han llegado a esta conclusión hasta el momento, y así tendremos un largo camino para comenzar a refundar los fundamentos de la física moderna.
Pero nadie puede negar que hay unos serios agujeros en nuestro actual entendimiento del Universo, al menos en el hecho de que la gravedad y otros aspectos de la relatividad general las cuales no se pega con la mecánica cuántica, lo cual ha llevado a los investigadores a buscar una nueva ‘teoría de todo’ que tienda un puente entre las dos.
Cuando ellos estaban investigando la hipótesis del cuasi colisión de Andrómeda y La Vía Láctea en 2013, Zhao y su equipo hallaron que un modelo diferente de comportamiento gravitatorio — conocido como Dinamica Newtoniana Modificada de MilgromMilgrom's {Modified Newtonian Dynamics} (MOND) — explicaba los movimientos de las galaxias cercanas mejor que como lo hacía el modelo estándar de la física.
Tendremos que esperar y ver hasta donde nos lleva esto, pero es muy interesante pensar que veremos grandes cosas suceder en la física teórica en las décadas por venir — si Einstein estaba en lo correcto o no
Los últimos hallazgos de Zhao y su equipo hna sido publicados en dos documentos, pero el más reciente esta en pre-impresión pero disponible en el sitio de la red arXiv.org.
Dos galaxias espirales gemelas cuasi-colisionando. Crédito de la imagen:Gemini Image Gallery
Original de Bec Crew
Los científicos han descubierto que un gigantesco anillo de galaxias rodeando nuestra galaxia y que se extienden por 10 millones de años luz se están alejando de nuestra galaxia tan rápido, que nuestros modelos de la astrofísica no pueden explicarlo.
La estructura se está expandiendo como si se tratara de un “mini Big Bang,” el equipo piensa que este fue formado por una cuasi-colisión entre la Vía Láctea y nuestra vecina la galaxia Andrómeda, la cual creó una especie de honda que lanzó a muchas galaxias pequeñas. El único problema es que este resultado es extraño para las condiciones predichas por la teoría de la relatividad de Einstein.
“Si la gravedad de Einstein estuviera en lo correcto, nuestra galaxia nunca se hubiera acercado lo suficiente a Andrómeda para lanzar algo de está forma tan veloz,” dijo un miembro del equipo Hongsheng Zhao de la Universidad de San Andrés en Escocia.
Zhao y su equipo ha estado investigando los movimientos de un anillo de galaxias pequeñas en el Grupo Local del Universo — un grupo de al menos 54 galaxias, de las cuales las dos más grandes son la Vía Láctea y la Andrómeda que están aproximadamente en su centro.
La Vía Láctea está actualmente a cerca de 2,5 millones de años luz de Andrómeda, pero nuestro vecindario de galaxias está alejándose de nosotros a velocidades cercanas a 402.336 km/h (250.000 mph).
Basados en la teoría de la relatividad de einstein, los atronomos estiman que en 3,75 miles de millones, la Vía Láctea y Andrómeda colisionarán, y que en los miles de millones de años siguientes, las dos llegaran a formar una estirada, desgajaday gigantesca nueva galaxia.
Pero estas galaxias han experimentado antes una cuasi colisión?
Ya en 2013, Zhao y sus colegas sugirieron que hace de 7 a 11 mil millones de años la Vía Láctea y la Galaxia Andrómeda llegaron a estar muy cerca la una de la otra, dando como resultado un “onda a la manera de un tsunami” en el espacio que podría haber expulsado las galaxias más pequeñas hacía afuera hacía las posiciones en que se encuentran actualmente.
Un ejemplo reciente es la imagen que encabeza el artículo, mostrando como dos galaxias espirales NGC 5426 y NGC 5427 están muy cerca de colisionar.
La Galaxia Andrómeda. Crito de la imagen: Imgur/ScienceLlama, NASA
Habiendo investigado esta hipótesis más profundamente, el equipo ahora dice que las velocidades actuales de esas galaxias concuerdan con ese escenario — ellas parecen estar alejándose de nosotros tan rápido que nuestros actuales modelos físicos no pueden explicarlo-
“Esta altas velocidades radiales galacto céntricas tan grandes (GRVs) de algunas galaxias del Grupo Local deben haber sido causadas por fuerzas que no están contempladas en nuestro modelo,” ellos llegaron a esta conclusión en su documento.
No solo se trata de esto, si no que esta galaxias existen en el mismo plano del Universo de la Vía Láctea y de la Galaxia Andrómeda, lo cual es poco probable para que sea una coincidencia, ellos argumentaron.
“La distribución con forma de anillo es muy peculiar. Las galaxias más pequeñas son como hileras de gotas de lluvia que fueron lanzadas hacía afuera desde un paraguas rotando,” dijo Indranil Banik, uno de los investigadores del equipo.
“Hallé que hay escasamente una oportunidad en 640 para que esta distribución de galaxias se de de manera aleatoria en la forma observada. Tracé su origen hasta un evento dinámico cuando el Universo tenía la mitad de su edad actual.”
El problema con este escenario es que no solo la teoría de Einstein falla para explicar las velocidades de estas galaxias, si no que establece que hubo una cuasi colisión que pudo haber terminado en una fusión de la Vía Láctea y la Galaxia Andrómeda hace uno miles de millones de años — lo cual obviamente nunca sucedió.
Esta dificultad explica la razón por la cual nuestros modelos actuales de la gravedad requieren este replanteamiento y es una de las partes más controversiales de la teoría de Einstein — la materia obscura.
La teoría de la relatividad de Einstein es una teoría muy robusta en los términos en que predice el comportamiento de nuestro Universo, pero varios efectos gravitatorios no pueden ser explicados a menos que pongamos en el juego esta extraña y elusiva forma de materia en la mezcla.
Aun cuando constituir el 80 por ciento de la masa del universo, la materia obscura no ha sido observada directamente aun, y esto no es por una carencia en el esfuerzo — un experimento reciente con un costo de US$ 10 millones para hallar trazas de las partículas de materia obscura a través de una búsqueda exhaustiva de 20 meses.
Pero la forma en que la luz se tuerce cuando viaja por el cosmos, y en particular la forma en que rotan las galaxias no pueden ser explicados sin la influencia de la materia obscura en el Universo.
Zhao y su equipo proponen que podríamos estar observando dos posibilidades aquí — Si la teoría de la relatividad de Einstein es correcta, y hay otra explicación por la cual este anillo de galaxias se están acelerando tan rápido (y por la cual no hemos sido capaces de detectar la materia obscura), o nuestro actual de la gravedad necesita ser revisado.
“Varios aspectos de la distribución espacial de estas galaxias podrían ser esperadas que ocurrieran si allí hubiera un encuentro cercano entre MW-M31” (La vía Láctea y la Galaxia Andrómeda) el equipo concluyó en un segundo estudio que presentó sus últimos hallazgos.
“Este evento solo tiene sentido en el contexto de ciertas teorías de la gravedad modificada, en donde las galaxias carecen de los halos de materia obscura masivos y su asociación de fricción dinámica en encuentros cercanos, con lo cual de otra manera se produciría un fusión.”
La hipótesis cita otro documento reciente que propone que nusetro entendimiento actual de la gravedad está equivocado.
El año pasado, el físico Erik Verlinde de la Universidad de Amsterdam sugirió que la gravedad no es una fuerza fundamental de la naturaleza del todo, si no que es un ‘fenómeno emergente’ de algo que no hemos aun definido — tal y como la temperatura es un fenómeno emergente del movimiento de las partículas.
Verlinde propuso que la materia obscura constituye una inconsistencia para nuestro entendimiento de la gravedad, entonces, podría ser que no habría ninguna materia obscura después de todo — puede ser un problema fundamental y es que realmente no entendemos como funciona la gravedad.
Para ser claros, tanto el equipo de Zhao y el de Verlide han llegado a esta conclusión hasta el momento, y así tendremos un largo camino para comenzar a refundar los fundamentos de la física moderna.
Pero nadie puede negar que hay unos serios agujeros en nuestro actual entendimiento del Universo, al menos en el hecho de que la gravedad y otros aspectos de la relatividad general las cuales no se pega con la mecánica cuántica, lo cual ha llevado a los investigadores a buscar una nueva ‘teoría de todo’ que tienda un puente entre las dos.
Cuando ellos estaban investigando la hipótesis del cuasi colisión de Andrómeda y La Vía Láctea en 2013, Zhao y su equipo hallaron que un modelo diferente de comportamiento gravitatorio — conocido como Dinamica Newtoniana Modificada de MilgromMilgrom's {Modified Newtonian Dynamics} (MOND) — explicaba los movimientos de las galaxias cercanas mejor que como lo hacía el modelo estándar de la física.
Tendremos que esperar y ver hasta donde nos lleva esto, pero es muy interesante pensar que veremos grandes cosas suceder en la física teórica en las décadas por venir — si Einstein estaba en lo correcto o no
Los últimos hallazgos de Zhao y su equipo hna sido publicados en dos documentos, pero el más reciente esta en pre-impresión pero disponible en el sitio de la red arXiv.org.