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Poniendo en práctica la teoría especial de la relatividad contando galaxias

Poniendo en práctica la teoría especial de la relatividad contando galaxias

Esta imagen es de imágenes compuestas de septiembre de 2003 a enero de 2004 tomadas por el Telescopio Espacial Hubble de NASA/ESA que muestran casi 10.000 galaxias en la imagen de luz visible más profunda del universo, a lo largo de miles de millones de años luz. Crédito de la imagen: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), equipo HUDF

Los científicos que estudian el universo tienen una filosofía favorita conocida como el “principio de la maldad”, que, en esencia, sugiere que no hay nada realmente especial en la Tierra, el Sol o la Vía Láctea en comparación con el resto del universo.


Ahora, una nueva investigación de CU Boulder agrega evidencia adicional al problema del promedio: las galaxias están, en promedio, en reposo con respecto a universo primitivo. Jeremy Darling, profesor de astrofísica en la Universidad de Colorado Boulder, publicó recientemente este nuevo descubrimiento cósmico en Cartas de revistas astrofísicas.

“Lo que nos dice esta investigación es que tenemos un movimiento divertido, pero este movimiento divertido es consistente con todo lo que sabemos sobre Universo“No pasa nada especial aquí. No somos especiales como galaxia o como observadores”, dijo Darling.

Hace casi 35 años, los investigadores descubrieron el fondo cósmico de microondas, que es radiación electromagnética Lo que queda de la formación del universo durante el Big Bang. El fondo cósmico de microondas parece ser más cálido en la dirección de nuestro movimiento y más frío en la dirección de nuestro movimiento.

A partir de este resplandor del universo primitivo, los científicos pueden concluir que el sol, y la Tierra que lo orbita, se mueve en una dirección determinada, a una velocidad determinada. Los investigadores encontraron que nuestra velocidad inferida es una fracción de un porcentaje de la velocidad de la luz, pequeña pero no cero.

Los científicos pueden probar esta conclusión de forma independiente calculando galaxias visible desde la Tierra o aumentar su brillo. Pueden hacerlo gracias a Albert Einstein en 1905 teoría especial de la relatividad, que explica cómo la velocidad afecta el tiempo y el espacio. En esta aplicación, cualquier persona en la Tierra que mire el universo en una dirección, la misma dirección en la que se mueven el Sol y la Tierra, debería ver galaxias más brillantes, más azules y más enfocadas. Del mismo modo, al mirar hacia otro lado, una persona debería ver galaxias que son más oscuras, rojas y más separadas.

Pero cuando los investigadores intentaron contar galaxias en los últimos años, un proceso que es difícil de realizar con precisión, obtuvieron números que indican que el Sol se está moviendo mucho más rápido de lo que se pensaba anteriormente, lo cual es inconsistente con la cosmología estándar.

“Es difícil contar la cantidad de galaxias en todo el cielo, por lo general te quedas con un hemisferio o menos”, dijo Darling. Además, nuestra galaxia se interpone en el camino. Contienen polvo que hará que encuentres menos galaxias y que se vean más débiles cuanto más te acerques a nuestra galaxia.

Darling estaba fascinado y confundido por este misterio cósmico, por lo que decidió investigar por sí mismo. También sabía que había dos encuestas publicadas recientemente que podrían ayudar a mejorar la precisión de los conteos galácticos y arrojar luz sobre el enigma de la velocidad: una llamada encuesta New Mexico Very Large Array of the Sky (VLASS) y la otra llamada Rapid Australian. Pathfinder Continuous Square Kilometre Array Survey (RACS) en Australia.

Juntas, estas encuestas permitieron a Darling estudiar todo el cielo al unir vistas de los hemisferios norte y sur. Lo que es más importante, las nuevas encuestas también se utilizaron ondas de radiolo que facilitó “ver” a través del polvo de la Vía Láctea, mejorando así la vista del universo.

Cuando Darling analizó un archivo EncuestasDescubrió que el número y el brillo de las galaxias concuerdan perfectamente con la velocidad que los investigadores habían inferido previamente del fondo cósmico de microondas.

“Encontramos una tendencia brillante y una tendencia tenue: encontramos una dirección en la que hay más galaxias y una dirección en la que hay menos galaxias”, dijo. “La gran diferencia es que se alinea con el universo primitivo de fondo cósmico de microondas Y tiene la velocidad adecuada. Nuestra cosmología es buena”.

Debido a que los hallazgos de Darling difieren de los hallazgos anteriores, es probable que su artículo genere varios estudios de seguimiento para confirmar o cuestionar sus hallazgos.

Pero además de impulsar el campo de la cosmología, los resultados son un buen ejemplo del mundo real de la teoría especial de la relatividad de Einstein, y muestran cómo los investigadores todavía están poniendo la teoría en práctica, más de 100 años después de que el famoso físico propusiera por primera vez. eso. .

“Me gusta la idea de que este principio básico del que nos habló Einstein hace mucho tiempo es algo que se puede ver”, dijo Darling. “Es realmente algo esotérico y se ve muy extraño, pero si sales y regresas a las galaxias, puedes ver este efecto claro. No es tan esotérico o extraño como podrías pensar”.


Celebrando el cumpleaños número 32 del Hubble con un grupo de galaxias


más información:
Jeremy Darling, Universo más brillante hacia nuestro movimiento: números y flujos de galaxias consistentes con el dipolo CMB, Cartas de revistas astrofísicas (2022). DOI: 10.3847 / 2041-8213 / ac6f08

La frase: Poniendo en práctica la teoría especial de la relatividad, contando galaxias (3 de junio de 2022) Obtenido el 3 de junio de 2022 de https://phys.org/news/2022-06-theory-special-relativity-galaxies.html

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