sábado, 3 de septiembre de 2011

El efecto de Sunyaev-Zel’dovich demuestra que una burbuja cósmica vacía no puede explicar la energía oscura


Una explicación sencilla para la energía oscura es que vivimos en una región del universo especial, una burbuja vacía con una 90% de materia oscura y un 10% de materia (bariónica). 

Un artículo que estudia el efecto de Sunyaev-Zel’dovich en el fondo cósmico de microondas mediante los telescopios de Atacama en Chile y el Telescopio del Polo Sur ha demostrado, fuera de toda duda, que dicha idea es incorrecta. 

Si viviéramos en una macroburbuja cósmica quedarían marcas en las anisotropías del fondo cósmico de microondas y dichas señales no han sido observadas. 

Se creía que habría que esperar a los primeros datos del satélite Planck (primavera de 2013) para resolver esta cuestión, pero los telescopios terrestres están logrando anticipar estos resultados. 

El artículo técnico es Pengjie Zhang, Albert Stebbins, “Confirmation of the Copernican Principle at Gpc Radial Scale and above from the Kinetic Sunyaev-Zel’dovich Effect Power Spectrum,” Physical Review Letters 107: 041301, July 21, 2011. Nos lo ha contado Jessica Thomas, “No privilege for earthly observers,” Physics, July 22, 2011.

El modelo cosmológico de consenso utiliza el principio de Copérnico según el cual no hay nada especial en la región del universo más cercana a nosotros. 

La aceleración de la expansión cósmica del universo tiene su origen en un fenómeno desconocido llamado energía oscura.

 Sin embargo, en 2001 se propuso una explicación alternativa a la energía oscura basada en una violación del principio de Copérnico en nuestro entorno local del universo. 

Si nosotros viviéramos en una enorme burbuja cósmica vacía, se podría explicar la aceleración “aparente” de la expansión cósmica sin recurrir al engorroso concepto de energía oscura.

 Nos encontraríamos cerca del centro de un vacío de materia de tal forma que la materia más densa en su alrededor tira hacia del espaciotiempo
 que nos rodea. 

La idea es sencilla y si se elegían bien los parámetros de la burbuja, los datos sobre el fondo cósmico de microondas obtenidos por el satélite WMAP eran compatibles con dicha idea.

 Se esperaba, sin embargo, que los datos de Planck pudieran refutarla.

El nuevo artículo que aparece en Physical Review Letters, firmado por Pengjie Zhang (Observatorio Astronómico de Shanghai) y Albert Stebbins (Fermilab) demuestra con observaciones mediante telescopios terrestres, que el modelo del vacío cósmico para explicar la energía oscura no se sostiene.

 Han estudiado el efecto de Sunyaev-Zel’dovich, la dispersión de fotones 
del fondo cósmico de microondas (CMB) que por efecto Compton inverso colisionan con electrones de alta energía en supercúmulos galácticos, desplazando su frecuencia hacia el azul.

 Si hubiera un vacío cósmico en la escala de los gigaparsecs, se observarían variaciones en la temperatura de la radición del fondo cósmico de microondas. 

Como dicha heterogeneidad no ha sido observada, se puede descartar la hipótesis del vacíó cósmico.

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