Como es que el “Dipolo Repulsor” empujar La Vía Láctea?
Original por Ethan Siegel
Los efectos atractivos y repulsivos relativos afectan de una sobredosis y regiones sobredensas de la Vía Láctea. “El Repulsor Dipolar” por Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully, and Hélène Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017)
Uno de las cosas mas peculiares acerca del Universo es que tan rápido la Vía Láctea parece estar moviéndose. A pesar de haber mapeado las masas cósmicas cercanas hasta precisiones imprecedentes, hay aun cosas que no parecen ser lo suficientemente fuertes para causar el movimiento -veloz- que actualmente experimentamos. La idea de un “gran atractor” no concuerda muy bien con lo que observamos; lo que se presenta actualmente es realmente mas “grande.” Como podría funcionar, y que es exactamente? Esto es lo que Darren Redfern quiere saber:
Cual es la mecánica detrás del dipolo repulsor? Como puede un área del espacio vacía de materia repulsar galaxias a cualquier extensión significativa (o en todo?)
La fabrica del espacio expandiéndose significa que entre mas lejos este la galaxia, esta parece tener un retroceso mas amplia de nosotros. Crédito de la imagen: NASA, ESA, y A. Feild (STScI).
Si usted mira hacia todas las galaxias accesibles a nosotros, usted hallaría, en promedio, que ellas se están moviendo alejándose de nosotros a una rata especifica: la constante de Hubble. Entre mas lejos este la galaxia mas rápido parece estar moviéndose alejándose de nosotros, y esta es la consecuencia de vivir en un Universo expandiéndose gobernado por la General Relatividad. Pero este es solo un promedio. Cada galaxia individual tiene un movimiento adicional conocido como velocidad peculiar, y este es debido a la combinación de la influencia gravitacional de cada imperfección en el Universo.
Varias galaxias del Super-cúmulo de Virgo, agrupadas y acumuladas juntas. En las grandes escalas, el Universo es uniforme, pero si mira a la galaxia o a escalas de los cúmulos, hay regiones densas y sobre-densas que dominan. Crédito de la imagen: Andrew Z. Colvin, via Wikimedia Commons.
La galaxia mas grande cercana a nosotros, es Andrómeda, y se esta moviendo hacia nosotros, gracias a la atracción gravitacional de la Vía Láctea. Las galaxias en los cúmulos cercanos mas grandes –el cúmulo de Virgo-- consigue una aceleración extra de 2.000 km/s en el flujo que observamos con el telescopio Hubble. Y cuando miramos al resplandor que dejo el Big Bang, el Fondo Cósmico de Micro-ondas,(CMB) somos capaces de medir nuestro movimiento peculiar a traces del Universo.
El CMB (fondo cósmico de micro-ondas) como fue medida por el COBE, representando nuestro movimiento a través del Universo relativo al marco restante del CMB. Crédito de la imagen: DMR, COBE, NASA, Four-Year Sky Map.
Este “dipolo cósmico” los vemos como un corrimiento en dirección al rojo (lo que quiere decir que estamos alejándonos de el) y el otro esta corrido hacia el azul (queriendo decir que nos estamos moviendo hacia el), y podemos reconstruir todo el movimiento del grupo local como resultado de esto. Nosotros, Andrómeda, el Triangulo y todas las otras cosas se están moviendo a una velocidad de 631 km/h en relación con el flujo de Hubble, y sabemos que la gravitación debe ser la causa de esto. Cuando miramos hacia donde las galaxias están localizadas, podemos mapear sus masas y de como y cuanta fuerza atractiva pueden ellas ejercer.
Una representación bi-dimensional de las regiones sobre-densa (rojo) y sub-densas (azul/negro) del Universo cercano a nosotros. Crédito de la Imagen: Cosmic Flows Project/University of Hawaii, via http://www.cpt.univ-mrs.fr/.
Gracias a un reciente proyecto del Flujo Cósmico, no solo mapeamos nuestro universo cercano hasta una mejor precisión nunca antes lograda, descubrimos que la Vía Láctea se encuentra en la periferia de una gigante colección de galaxias atrayéndonos hacia el: Laniakea. Esta es una contribución significativa para nuestro movimiento peculiar, pero no es suficiente para explicar todo en el nuestro. La atracción gravitacional es la mitad de la historia. Y la otra mitad? Esta viene de la repulsión gravitacional. Permítame explicarle.
Si todas las direcciones y localizaciones fueran igual de densas, no habría una atracción preferencial. Pero las regiones sobre-densas son mas atractivas, mientras que las sub-densas serian menos atractivas, creando una repulsión efectiva. Crédito de la imagen: ESA/Hubble & NASA Acknowledgement: Judy Schmidt (Geckzilla)
Imagine que usted tiene un Universo en donde usted tiene igual números de masas uniformemente esparcidas en todas partes hacia donde usted mire. En todas las direcciones y localizaciones, el Universo esta lleno de materia de igual densidad. Si usted coloca un masa extra a cierta distancia de donde usted la dejo, usted sera atraído hacia allí, debido a la atracción gravitacional.
Pero si usted remueve alguna de las masas a la misma distancia usted también tendrá una atracción hacia la otra dirección! En un Universo perfectamente uniforme, usted seria atraído de igual manera en todas las direcciones, todas las fuerzas se cancelarían. Pero si remueve una masa desde una dirección particular, esta no podrá atraerlo tan fuertemente, y así usted sera atraído hacia una dirección preferencial en el sentido contrario.
Los dipolos son lo mas común en el electromagnetismo, donde nosotros pensamos atractivo como negativo y repulsivo como positivo. Si pensamos en gravitación una masa extra es por ello atractiva y entonces es negativa, mientras que si tenemos menos masa relativa a un todo, de otra forma sera repulsiva. Crédito de la imagen: Wikimedia Commons user Maschen.
No es técnicamente una repulsión gravitacional, puesto que la gravedad es siempre atractiva, pero esta es menos atractiva en una dirección que en otras, y así una región sub-densa efectivamente efectivamente actúa como un repulsor gravitacional. Usted puede incluso imaginar una situación en donde usted tiene una región densa de un lado y una región sub-densa del otro lado. Usted experimentaría la mas grande atracción de un lado y la mas grande repulsión desde la otra simultáneamente. Esto es por que se establece la idea de un dipolo repulsor.
La atracción gravitacional (azul) de una región sobre-densa y la repulsión relativa (rojo) de una región sub-densa, tal y como actúan sobre la Vía Láctea. Crédito de la imagen: "El Dipolo Repulsor" por Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully, y Hélène Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017).
Es difícil medir en donde una región sub-densa esta, en donde las regiones de densidad promedio son algo vacías de galaxias así mismo las regiones sub-densas. Pero en el recientemente descubierto vacío cercano, y en la dirección opuesta un gran concentración de galaxias atrayéndonos, parecen ser responsable por cerca del 50% de nuestro movimiento peculiar, lo cual es exactamente la cantidad que hacia falta por la región sobre-densa solamente.
En ultimas, esta podría ser la solución de por que nuestro Sol, galaxia y grupo local todos a la vez exhiben el movimiento que ellos tienen. La gravedad nunca es repulsiva, pero una menos fuerte fuerza atractiva en una dirección que en las otras se comporta indistinguiblemente de una repulsión. Nosotros podríamos distinguir entre un tirón en una dirección y un empuje en la dirección opuesta, pero en astrofísica, todo es la misma cosa: fuerzas y aceleraciones. Esto no tiene nada que ver con la energía obscura o la misteriosa quinta fuerza, es simple tener un exceso de materia en una dirección y una escasez de materia en la opuesta dirección exacta. El resultado? Nosotros nos movemos a través del Universo en nuestra propio, peculiar estilo.
Referencia: El dipolo repulsor, Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully & Hélène M. Courtois, Nature Astronomy 1, Article number: 0036 (2017).
Original por Ethan Siegel
Los efectos atractivos y repulsivos relativos afectan de una sobredosis y regiones sobredensas de la Vía Láctea. “El Repulsor Dipolar” por Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully, and Hélène Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017)
Uno de las cosas mas peculiares acerca del Universo es que tan rápido la Vía Láctea parece estar moviéndose. A pesar de haber mapeado las masas cósmicas cercanas hasta precisiones imprecedentes, hay aun cosas que no parecen ser lo suficientemente fuertes para causar el movimiento -veloz- que actualmente experimentamos. La idea de un “gran atractor” no concuerda muy bien con lo que observamos; lo que se presenta actualmente es realmente mas “grande.” Como podría funcionar, y que es exactamente? Esto es lo que Darren Redfern quiere saber:
Cual es la mecánica detrás del dipolo repulsor? Como puede un área del espacio vacía de materia repulsar galaxias a cualquier extensión significativa (o en todo?)
La fabrica del espacio expandiéndose significa que entre mas lejos este la galaxia, esta parece tener un retroceso mas amplia de nosotros. Crédito de la imagen: NASA, ESA, y A. Feild (STScI).
Si usted mira hacia todas las galaxias accesibles a nosotros, usted hallaría, en promedio, que ellas se están moviendo alejándose de nosotros a una rata especifica: la constante de Hubble. Entre mas lejos este la galaxia mas rápido parece estar moviéndose alejándose de nosotros, y esta es la consecuencia de vivir en un Universo expandiéndose gobernado por la General Relatividad. Pero este es solo un promedio. Cada galaxia individual tiene un movimiento adicional conocido como velocidad peculiar, y este es debido a la combinación de la influencia gravitacional de cada imperfección en el Universo.
Varias galaxias del Super-cúmulo de Virgo, agrupadas y acumuladas juntas. En las grandes escalas, el Universo es uniforme, pero si mira a la galaxia o a escalas de los cúmulos, hay regiones densas y sobre-densas que dominan. Crédito de la imagen: Andrew Z. Colvin, via Wikimedia Commons.
La galaxia mas grande cercana a nosotros, es Andrómeda, y se esta moviendo hacia nosotros, gracias a la atracción gravitacional de la Vía Láctea. Las galaxias en los cúmulos cercanos mas grandes –el cúmulo de Virgo-- consigue una aceleración extra de 2.000 km/s en el flujo que observamos con el telescopio Hubble. Y cuando miramos al resplandor que dejo el Big Bang, el Fondo Cósmico de Micro-ondas,(CMB) somos capaces de medir nuestro movimiento peculiar a traces del Universo.
El CMB (fondo cósmico de micro-ondas) como fue medida por el COBE, representando nuestro movimiento a través del Universo relativo al marco restante del CMB. Crédito de la imagen: DMR, COBE, NASA, Four-Year Sky Map.
Este “dipolo cósmico” los vemos como un corrimiento en dirección al rojo (lo que quiere decir que estamos alejándonos de el) y el otro esta corrido hacia el azul (queriendo decir que nos estamos moviendo hacia el), y podemos reconstruir todo el movimiento del grupo local como resultado de esto. Nosotros, Andrómeda, el Triangulo y todas las otras cosas se están moviendo a una velocidad de 631 km/h en relación con el flujo de Hubble, y sabemos que la gravitación debe ser la causa de esto. Cuando miramos hacia donde las galaxias están localizadas, podemos mapear sus masas y de como y cuanta fuerza atractiva pueden ellas ejercer.
Una representación bi-dimensional de las regiones sobre-densa (rojo) y sub-densas (azul/negro) del Universo cercano a nosotros. Crédito de la Imagen: Cosmic Flows Project/University of Hawaii, via http://www.cpt.univ-mrs.fr/.
Gracias a un reciente proyecto del Flujo Cósmico, no solo mapeamos nuestro universo cercano hasta una mejor precisión nunca antes lograda, descubrimos que la Vía Láctea se encuentra en la periferia de una gigante colección de galaxias atrayéndonos hacia el: Laniakea. Esta es una contribución significativa para nuestro movimiento peculiar, pero no es suficiente para explicar todo en el nuestro. La atracción gravitacional es la mitad de la historia. Y la otra mitad? Esta viene de la repulsión gravitacional. Permítame explicarle.
Si todas las direcciones y localizaciones fueran igual de densas, no habría una atracción preferencial. Pero las regiones sobre-densas son mas atractivas, mientras que las sub-densas serian menos atractivas, creando una repulsión efectiva. Crédito de la imagen: ESA/Hubble & NASA Acknowledgement: Judy Schmidt (Geckzilla)
Imagine que usted tiene un Universo en donde usted tiene igual números de masas uniformemente esparcidas en todas partes hacia donde usted mire. En todas las direcciones y localizaciones, el Universo esta lleno de materia de igual densidad. Si usted coloca un masa extra a cierta distancia de donde usted la dejo, usted sera atraído hacia allí, debido a la atracción gravitacional.
Pero si usted remueve alguna de las masas a la misma distancia usted también tendrá una atracción hacia la otra dirección! En un Universo perfectamente uniforme, usted seria atraído de igual manera en todas las direcciones, todas las fuerzas se cancelarían. Pero si remueve una masa desde una dirección particular, esta no podrá atraerlo tan fuertemente, y así usted sera atraído hacia una dirección preferencial en el sentido contrario.
Los dipolos son lo mas común en el electromagnetismo, donde nosotros pensamos atractivo como negativo y repulsivo como positivo. Si pensamos en gravitación una masa extra es por ello atractiva y entonces es negativa, mientras que si tenemos menos masa relativa a un todo, de otra forma sera repulsiva. Crédito de la imagen: Wikimedia Commons user Maschen.
No es técnicamente una repulsión gravitacional, puesto que la gravedad es siempre atractiva, pero esta es menos atractiva en una dirección que en otras, y así una región sub-densa efectivamente efectivamente actúa como un repulsor gravitacional. Usted puede incluso imaginar una situación en donde usted tiene una región densa de un lado y una región sub-densa del otro lado. Usted experimentaría la mas grande atracción de un lado y la mas grande repulsión desde la otra simultáneamente. Esto es por que se establece la idea de un dipolo repulsor.
La atracción gravitacional (azul) de una región sobre-densa y la repulsión relativa (rojo) de una región sub-densa, tal y como actúan sobre la Vía Láctea. Crédito de la imagen: "El Dipolo Repulsor" por Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully, y Hélène Courtois, Nature Astronomy 1, 0036 (2017).
Es difícil medir en donde una región sub-densa esta, en donde las regiones de densidad promedio son algo vacías de galaxias así mismo las regiones sub-densas. Pero en el recientemente descubierto vacío cercano, y en la dirección opuesta un gran concentración de galaxias atrayéndonos, parecen ser responsable por cerca del 50% de nuestro movimiento peculiar, lo cual es exactamente la cantidad que hacia falta por la región sobre-densa solamente.
En ultimas, esta podría ser la solución de por que nuestro Sol, galaxia y grupo local todos a la vez exhiben el movimiento que ellos tienen. La gravedad nunca es repulsiva, pero una menos fuerte fuerza atractiva en una dirección que en las otras se comporta indistinguiblemente de una repulsión. Nosotros podríamos distinguir entre un tirón en una dirección y un empuje en la dirección opuesta, pero en astrofísica, todo es la misma cosa: fuerzas y aceleraciones. Esto no tiene nada que ver con la energía obscura o la misteriosa quinta fuerza, es simple tener un exceso de materia en una dirección y una escasez de materia en la opuesta dirección exacta. El resultado? Nosotros nos movemos a través del Universo en nuestra propio, peculiar estilo.
Referencia: El dipolo repulsor, Yehuda Hoffman, Daniel Pomarède, R. Brent Tully & Hélène M. Courtois, Nature Astronomy 1, Article number: 0036 (2017).