NeoFronteras

Más pruebas de anisotropía cósmica

Área: Espacio — lunes, 12 de septiembre de 2011

Un análisis de los datos de supernova de tipo Ia sugiere que el universo no acelera su expansión por igual en todas las direcciones.

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Los puntos coloreados según el signo y magnitud del nivel de anisotropía son direcciones de ejes dispuestos al azar. El hemisferio de la izquierda es la parte correspondiente a las mayores aceleraciones (medidas) de la expansión, con el eje privilegiado en ese mismo sentido, mientras que el opuesto, para las aceleraciones menores, es el de la derecha. Fuente: Rong-Gen Cai y Zhong-Liang Tuo.

Hace unas semanas comentábamos en esta misma web un resultado observacional que contradecía el principio cosmológico. Este principio sostiene que el Universo es homogéneo e isótropo y que las leyes de la Física deben de ser las mismas independientemente de en dónde estemos y hacia dónde miremos. Según ese resultado el Universo no sería isótropo pues habría una dirección de giro que sería privilegiada respecto al resto.
Pero esta propuesta no ha sido la única en este sentido en los últimos años y varios estudios han sugerido que o bien el Universo no era del todo homogéneo o no era isótropo. Algunas de esas propuestas pretendían negar la existencia de la energía oscura proponiendo grandes huecos cósmicos con mucha menor densidad de galaxias que otras regiones del Cosmos. Esto haría que el Universo no fuera homogéneo y que incluso la Tierra pudiera estar en un sitio privilegiado o especial contradiciendo el principio (filosófico) copernicano.
Ahora nuevos análisis de observaciones resucitan el ataque hacia el principio cosmológico, esta vez hacia la isotropía del Universo y se realiza este ataque precisamente usando los datos de supernova de tipo Ia que hicieron pensar en un principio en la expansión acelerada del Universo y, por tanto, en la energía oscura.
Como ya sabemos las explosiones de supernova de tipo Ia representan una suerte de candela estándar cuyo brillo intrínseco fijo permite calcular distancias con cierta precisión y combinarlas con sus corrimientos al rojo. Los datos de estas estrellas indican que el Universo se expandía más despacio en el pasado y que por tanto el Cosmos acelera su expansión. Este increíble resultado se reveló muy a finales del siglo XX.
Pero es justamente aquí donde aparece ahora la anisotropía. Según los datos obtenidos de esta manera, y recientemente re-analizados, no parece que el Universo acelere su expansión por igual en todas las direcciones. La aceleración cósmica no sería uniforme en todas las direcciones y esto introduciría direcciones privilegiadas. El universo sería, por tanto, anisótropo.
Pero los datos de estas supernovas, como todos los datos astronómicos, tienen unas barras de error bastante pronunciadas y no es fácil afirmar tal anisotropía a no ser que el análisis estadístico de los datos proporcione una estimación con bastante confianza o significación. No sería la primera vez que un resultado científico desaparece una vez hecho un análisis de este tipo, pues el azar a veces se puede confabular para engañarnos (sobre todo cuando los datos son escasos), y más si tenemos prejuicios y queremos ver en los datos la confirmación de una idea que ya tenemos preconcebida.
Rong-Gen Cai y Zhong-Liang Tuo de la Academia China de Ciencias en Pekín han re-examinado los datos disponibles de 557 supernovas de este tipo y hecho un análisis estadístico cuidadoso de ellos. En su estudio confirman la existencia de un eje privilegiado. Tanto en el modelo de energía oscura como en un modelo estándar sin ella, encuentran una desviación anisotrópica de 0.76 y 0.79 respectivamente hacia las coordenadas 309°, 21° y 314°, 28°. Esta dirección, hacia la constelación de Vulpécula en el hemisferio Norte según nuestros mapas del cielo, sería en la que la aceleración cosmológica es máxima.
Este resultado sería además consistente con otros estudios basados en el fondo cósmico de microondas, así que estaría confirmado por una vía distinta. Sin embargo, otros estudios estadísticos basados en halos de materia oscura, galaxias o supernocivas de tipo Ia, y el propio FCM mantienen la isotropía y homogeneidad del Universo.
Queda abierta la pregunta de por qué existe este fenómeno, si es que éste es real, y qué consecuencias tiene esto sobre la evolución del Universo. Habría además que proponer una teoría o hipótesis que explique su origen.
Si finalmente se confirma el resultado, los cosmólogos tendrían dificultades. Las ecuaciones de Einstein que permiten estudiar el Universo pueden resolverse analíticamente con cierta facilidad si se recurre al principio cosmológico. Sin este principio hay que recurrir a farragosas soluciones numéricas.
Además, filosófica y científicamente la quiebra del principio cosmológico cambiaría la manera en la que vemos el mundo y el Universo.

Copyleft: atribuir con enlace a http://neofronteras.com/?p=3592

Fuentes y referencias:
Artículo en ArXiv.

Salvo que se exprese lo contrario esta obra está bajo una licencia Creative Commons.
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8 Comentarios

  1. lluís:

    Así, a primera vista, y dado que las leyes de la física serían ditintas según nos encontremos u observemos el universo, supuestamente dada su anisótropo e inhomogéneidad, igual parecería más factible la teoría de los multiversos (o multiuniversos, o lo que sea, ya que el concepto es difícil de digerir).Menuda revolución de confirmarse algún día esa anisotropía, sería de consecuencias enormes.
    Saludos.

  2. Duda:

    Tengo una duda, pero esto tiene alguna relación con las teorías del premio nobel de Física Hannes Alfvén ??

    Siempre leo tu site, muy bueno, pero no siempre me atrevo a preguntar, digamos que ahora me he animado :-). Sólo que si ando muy perdid@ mis disculpas por anticipado.

    Gracias

  3. Nemo:

    Esos índices de 0,76 y 0,79 ¿se pueden explicar mejor o transformar a porcentajes sobre la aceleración? Para hacernos una idea cuantitativa del orden de la desviación del valor medio. Gracias.

  4. Petrus:

    Aún cuando creamos que el tamaño del universo considerado es lo suficientemente grande como para exhibir isotropía , bien podría ocurrir que todavía nos movamos en una fracción infinitesimal del tamaño real del mismo. O que, una vez más, no tengamos ni idea de lo que vamos a descubrir mañana mismo sobre la fragilidad de nuestras certezas…

  5. NeoFronteras:

    Estimado Nemo:
    Es un número adimensional (sin unidades) pues es la razón entre el incremento de q0 y q0. Es decir Δq0/q0. Siendo q0 lo siguiente:

    q0=1/2+3/2ω(1-Ωm0)

    Y sería mejor no seguir más porque nos llevaría a definir cada parámetro de la expresión y la teoría que la sustenta. Pero básicamente mide el máximo nivel de anisotropía.

  6. NeoFronteras:

    Para número 2:
    Según tengo entendido Hannes Alfvén trabajó en Magnetohidrodinámica y desconozco si hizo alguna contribución a la Cosmología. La Magnetohidrodinámica no tiene que ver con este resultado.

  7. Duda:

    http://es.wikipedia.org/wiki/Ambiplasma#Comparaci.C3.B3n_con_la_cosmolog.C3.ADa_dominante

    Es autor de: Electrodinámica cósmica (1948), Origen del Sistema Solar(1956), Mundos-Antimundos (1963), Principios de Cósmica(1965)…

  8. tomás:

    Esto se ha convertido en el “ser o no ser” de la astronomía y de la convenida filosofía copernicana. Sigo preguntándome por el significado del giro del Universo. En realidad si el “firmamento” -cada vez menos firme- del hemisferio norte gira a distinta velocidad que el del sur, -o el de la izquierda y la derecha-, lo que tenemos es que una parte se mueve de diferente modo que otra respecto a la Tierra, que es donde está el observatorio, aunque lo pongamos en un satélite o en una nave espacial. Salvo que estuviera en el centro o que fuese cierta la isotropía, si hay alguna rotación, las mediciones habrán de ser necesariamente distintas excepto en un Universo infinito o extendido sobre una superficie esférica cerrada, en cuyo caso puede ser isótropo.
    Además si gira una parte respecto a otra… pero un todo, ¿respecto a qué? ¡Jo!

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