Según nuestro modelo cosmológico actual, el universo comenzó con el Big Bang hace aproximadamente 13.800 millones de años.Inicialmente, el universo se transmitía mediante nubes de plasma caliente opaco, que impedían la formación de átomos.Unos 380.000 años después, el universo comenzó a enfriarse y gran parte de la energía generada por el Big Bang se convirtió en luz.Este resplandor ahora se ve así para los astrónomos:fondo cósmico de microondas(CMB), observado por primera vez en la década de 1960.
Una de las características únicas del CMB que atrajo mucha atención fueron sus pequeñas fluctuaciones de temperatura que podrían proporcionar información sobre el universo primitivo.En particular, el CMB tiene un área bastante grande que es más fría que el resplandor ambiental.Punto frío CMB.Después de décadas de estudiar las fluctuaciones de temperatura de CMB, un equipo de científicoscheque reciente¡La existencia de Eridanus Supervoid, el punto frío más grande en el resplandor del CMB, puede ser la explicación del punto frío del CMB que los astrónomos han estado buscando!
la investigación essonda de energía oscura(DES) es un equipo de investigación internacional de 300 científicos de 25 instituciones en 7 países.El equipo de investigación estuvo dirigido por András Kovacs, astrofísico de la Universidad de Laguna y del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en Tenerife, España.Un estudio titulado “Vista DES del supervacío de Eridanus y el punto frío de CMB”, publicado en el Monthly Journal of the Royal Astronomical Society el 17 de diciembreUno, 2021.
¿Por qué es tan frío?
Desde el descubrimiento de CMB, se han llevado a cabo varias misiones para estudiar más a fondo CMB.Esto incluye a la URSS.RELIKT-1Satélite Prognoz 9 (lanzado en julio de 1983) y NASAexplorador de papel tapiz cósmico(COBE) Misión.Estos últimos resultados se publicaron en 1992 y revelaron oscilaciones acústicas en el plasma (los primeros “picos acústicos”) correspondientes a cambios de densidad a gran escala en el universo primitivo producidos por la inestabilidad gravitacional.
El segundo pico acústico esSonda anisotrópica de microondas Wilkinson(WMAP) se desplegó en 2001 y se desplegó un tercer pico antes del final de la misión en 2010. Desde entonces, más misiones han estado monitoreando el CMB, poniendo límites más estrictos a las diferencias de temperatura y pequeños cambios en la densidad.El más notable de ellos es la ESA.nave espacial planck(2009-2013), que hasta la fecha proporcionó los mapas de temperatura CMB más detallados.
Desafortunadamente, este mapa no resolvió el misterio del CMB Cold Spot, una gran área ligeramente más fría (70 µK o 0,00007 Kelvin) que el fondo cósmico.2,7 K (-270 °C, -455 °F).Por lo tanto, el continuo misterio de esta anomalía ha dado lugar a todas las explicaciones que siguen.Artefactos en los datossobre la posible existencia deuniverso paralelo¡choca con nosotros!
Eridanus súper vacío
El vacío cósmico se refiere a la vasta área de espacio entre galaxias y cúmulos de galaxias, que junto con la materia oscura conforman la estructura a gran escala del universo.Estos vacíos se definen por una relativa falta de “materia normal”, como galaxias o polvo y gases.medio galáctico(IGM) – y menos materia oscura que la que se observa en los cúmulos de galaxias.Si bien estas estructuras se mantienen unidas por una fuerza que las atrae entre sí (gravedad), también se expanden debido a una fuerza teórica pero no detectada (energía oscura).
Ubicado en la constelación de Eridanus, a 1.800 millones de años luz de distancia, el supervacío de Eridanus se teorizó escasamente, con concentraciones de materia un 30% más bajas que las de la región galáctica circundante.El centro de este vacío está a 2 mil millones de años luz de la Tierra, lo que la convierte en la parte más densamente poblada de nuestra galaxia.Utilizando los datos recopilados del Dark Energy Survey (DES), el equipo creó un mapa de Dark Matter (DM) en la misma dirección que el CMB Cold Spot.
El equipo también usó la masa de este DM como lente gravitacional, donde la fuerte gravedad del objeto masivo amplifica y altera el camino de la luz que viene detrás de él.El astrofísico Niall Jeffrey de la Université de Paris y el University College London ayudó a construir el mapa DM.“Este mapa de materia oscura es el más grande jamás realizado”, dijo a Fermilab.presione soltar.”Pudimos mapear la materia oscura en una cuarta parte del hemisferio sur”.
Combinado con observaciones previas de baja densidad de galaxias en esta región, el nuevo mapa también confirma baja densidad en términos de materia oscura en la misma región.Esto identifica efectivamente al Supervacío en la constelación de Eridanus, lo cual es consistente con lo teorizado.Este vacío podría ser responsable del punto frío del CMB, y este vacío podría ser una posible solución a lo que decimos sobre la evolución del universo, y aún puede ser una señal de cómo sigue influyendo en la evolución del universo en la actualidad. .
significado de la energia oscura
Este último estudio también tiene sentido cuando se trata de otro misterio eterno: la existencia y naturaleza de la energía oscura.Como se mencionó, esto representa la fuerza misteriosa que se opone a la gravedad e impulsa la expansión del universo.La expansión del universo, originalmente predicha por la teoría general de la relatividad de Einstein, fue demostrada por primera vez por Edwin Hubble.telescopio espacial Hubble) en la década de 1920.
En la década de 1990, el misterio se profundizó a medida que se llevaron a cabo las siguientes investigaciones.Campo profundo del HubbleDurante los últimos 3 mil millones de años, la expansión del universo se ha ido acelerando.Esto ha llevado a la teoría de que hay algo que impulsa esta expansión, ya sea una fuerza no descubierta o alguna modificación de la teoría general de la relatividad.Al realizar estudios a gran escala del universo, colaboraciones científicas como DES esperan identificar directamente los efectos de la energía oscura y medir sus propiedades.
La existencia de vacíos cósmicos entre los cúmulos de galaxias indica que el continuo tira y afloja entre la gravedad y la expansión está provocando que algunos vacíos se profundicen.dichoCoautor del cosmólogo del IFT-Madrid García-Bellido:
“Un fotón o partícula de luz entra en el vacío antes de que comience a profundizarse y sale cuando el vacío se profundiza.Este proceso significa que hay una pérdida neta de energía en ese viaje.Esto se llama el efecto Sachs-Wolfe integrado.Un fotón gana energía cuando cae en un pozo de potencial y pierde energía cuando sale del pozo de potencial.Este es el efecto de corrimiento al rojo gravitacional”.
Lambda-CMB
Sin embargo, este estudio no resuelve la discrepancia general entre el modelo cosmológico estándar y el cambio de temperatura observado en el punto frío del CMB.Este modelo se conoce como el modelo Lambda Cold Dark Matter (LCM), que predice que la DM está compuesta de partículas grandes de movimiento lento (“baja temperatura”) que están separadas por una fuerza expansiva (DE), denotada por el parámetro l .
En resumen, los resultados confirman la existencia del supervacío de Eridanus, pero no pueden atribuir de manera concluyente el punto frío al efecto del supervacío en los fotones CMB.kovaciroresumen:
“Tener la correspondencia de estas dos estructuras individualmente raras en la red cósmica y el CMB básicamente no es suficiente para probar la causalidad con el estándar científico.Un nuevo factor en la larga historia del problema del punto frío de CMB es suficiente. Después de eso, la gente al menos estará convencida de que existe un hipervacío. Esto es algo bueno porque algunas personas lo han discutido.El problema es que incluso los modelos alternativos genéricos no pueden dar cuenta de estas discrepancias. Entonces, si es cierto, podría significar que no entendemos cosas muy profundas sobre la energía oscura”.
Este podría ser el mayor activo de esta última investigación, que podría ayudar a centrar los esfuerzos de investigación futuros.Si el modelo Lambda-CDM es correcto, el punto frío de CMB podría ser una anomalía extrema que tiene un enorme hipervacío frente a él.Si eso no es correcto, el grado en que un fotón CMB se desplaza hacia el rojo (también conocido como) con un supervacío en el medio.tantoEfecto Sachs-Wolfe integrado(ISW) – más potente de lo esperado.Para que el último escenario sea cierto, la densidad de energía del universo debe estar gobernada por algo que no sea “materia normal”.
Este es uno de los pilares centrales de LCDM y una de las teorías dominantes de DM y DE. DM representa el 85% de la materia cósmica, mientras que DE representa el 72% de la densidad de energía de masa total.Por desgracia, este misterio requiere estudios e investigaciones futuras antes de que los científicos puedan decir con confianza qué escenario es verdadero.Afortunadamente, hay varios observatorios que llevarán a cabo este estudio en un futuro próximo.
Algunos ejemplos son de la NASA.Telescopio espacial James Webb(sólollegar a L2),Telescopio espacial romano Nancy Grace(sucesor del Hubble) y de la ESAEuclidesYarielObservatorio.El misterio del “Universo oscuro” no seguirá siendo un misterio mientras este y otros dispositivos sofisticados se adentren en el espacio (y más allá en el pasado lejano).
Otras lecturas:Fermilab