No importa dónde miremos, las mismas reglas se aplican en todas partes en el espacio: innumerables cálculos de astrofísica se basan en este principio básico. Sin embargo, un estudio reciente de las universidades de Bonn y Harvard ha cuestionado este principio.Si se confirman los valores, esto arrojaría por la borda muchas suposiciones sobre las propiedades del universo. Los resultados se publican en la revista Astronomía y Astrofísica , pero ya están disponibles en línea.
Desde el Big Bang, el universo se ha hinchado como un rollo de pasas recién formado colocado en un lugar cálido para que se eleve. Hasta hace poco, se pensaba que este aumento de tamaño se producía de manera uniforme en todas direcciones, como con una buena masa de levadura.Los astrofísicos llaman a esto "isotropía". Muchos cálculos sobre las propiedades fundamentales del universo se basan en esta suposición. Es posible que todos estén equivocados, o al menos, inexactos, gracias a las observaciones y análisis convincentes de los científicos delUniversidades de Bonn y Harvard.
Porque han puesto a prueba la hipótesis de la isotropía por primera vez con un nuevo método que permite declaraciones más confiables que antes. Con un resultado inesperado: según este método, algunas áreas en el espacio se expanden más rápido de lo que deberían, mientras que otrasexpandirse más lentamente de lo esperado. "En cualquier caso, esta conclusión es sugerida por nuestras mediciones", afirma Konstantinos Migkas, del Instituto Argelander de Astronomía de la Universidad de Bonn.
Migkas y sus colegas han desarrollado una prueba de isotropía nueva y eficiente en su estudio. Se basa en la observación de los llamados cúmulos de galaxias, en cierto sentido, las pasas en el pan de levadura. Los cúmulos emiten radiación de rayos Xque se pueden recolectar en la Tierra en este caso, esto se hizo con los telescopios satelitales Chandra y XMM-Newton. La temperatura de los cúmulos de galaxias se puede calcular en función de ciertas características de la radiación. Además, su brillo puede sermedidos. Cuanto más calientes están, más brillantes brillan.
En un universo isotrópico, se aplica una regla simple. Cuanto más lejos esté un objeto celeste de nosotros, más rápido se alejará de nosotros. Por lo tanto, a partir de su velocidad, podemos deducir su distancia de nosotros, independientemente de la dirección en la queEl objeto miente. Al menos eso es lo que pensamos hasta ahora. "En realidad, sin embargo, nuestras medidas de brillo parecen no estar de acuerdo con el cálculo de distancia anterior", enfatiza Migkas.
Esto se debe a que la cantidad de luz que llega a la tierra disminuye con el aumento de la distancia. Entonces, cualquiera que conozca la luminosidad original de un cuerpo celeste y su distancia sabe qué tan brillante debe brillar en la imagen del telescopio. Y es precisamente en esteseñalan que los científicos han encontrado discrepancias que son difíciles de conciliar con la hipótesis de la isotropía: que algunos cúmulos de galaxias son mucho más débiles de lo esperado. Su distancia a la Tierra es probablemente mucho mayor de lo calculado a partir de su velocidad. Y para algunos otros, sin embargo, lo contrarioes el caso.
"Solo hay tres posibles explicaciones para esto", afirma Migkas, quien está haciendo su doctorado en el grupo de investigación del Prof. Dr. Thomas Reiprich en el Instituto Argelander. "En primer lugar, es posible que la radiación de rayos X,cuya intensidad hemos medido, se atenúa en su camino desde los cúmulos de galaxias a la Tierra. Esto podría deberse a nubes de gas o polvo aún no descubiertas dentro o fuera de la Vía Láctea. En pruebas preliminares, sin embargo, encontramos esta discrepancia entre la medición yteoría no solo en rayos X sino también en otras longitudes de onda. Es extremadamente improbable que cualquier tipo de nebulosa de materia absorba tipos de radiación completamente diferentes de la misma manera. Pero no lo sabremos con seguridad hasta dentro de varios meses ".
Una segunda posibilidad son los llamados "flujos masivos". Estos son grupos de cúmulos de galaxias vecinas que se mueven continuamente en una determinada dirección, por ejemplo, debido a algunas estructuras en el espacio que generan fuertes fuerzas gravitacionales.cúmulos de galaxias a sí mismos y, por lo tanto, cambian su velocidad y, por lo tanto, también su distancia derivada. "Este efecto también significaría que muchos cálculos sobre las propiedades del universo local serían imprecisos y tendrían que repetirse", explica Migkas.
La tercera posibilidad es la más seria: ¿Qué pasa si el universo no es isotrópico en absoluto? ¿Y si, hablando metafóricamente, la levadura en el rollo de pasas galácticas está distribuida de manera tan desigual que rápidamente se abulta en algunos lugares mientras que apenas crece?¿En absoluto en otras regiones? Tal anisotropía podría, por ejemplo, resultar de las propiedades de la misteriosa "energía oscura", que actúa como una fuerza impulsora adicional para la expansión del universo. Sin embargo, todavía falta una teoría que haríaEl comportamiento de la Energía Oscura es consistente con las observaciones. "Si logramos desarrollar tal teoría, podría acelerar enormemente la búsqueda de la naturaleza exacta de esta forma de energía", Migkas está seguro.
El estudio actual se basa en datos de más de 800 cúmulos de galaxias, 300 de los cuales fueron analizados por los autores. Los cúmulos restantes provienen de estudios publicados anteriormente. El análisis de los datos de rayos X por sí solo fue tan exigente que requirió variosSe espera que el nuevo telescopio de rayos X satelital eROSITA registre varios miles de cúmulos de galaxias más en los próximos años. A más tardar, quedará claro si la hipótesis de la isotropía realmente debe abandonarse.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Bonn . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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