¡El fósil del Big Bang tiene un diámetro de mil millones de años luz!

Fue en septiembre de 2014 cuando se anunció el descubrimiento. Laniakia («Cielo Inmensurable» o «Inmenso Horizonte Celestial», en hawaiano), un supermasivosupermasivo (súper conjunto, En inglés) de galaxiasgalaxias Incluye el supergrupo Virgo del cual vía Lácteavía Láctea. Se lo debemos a un equipo internacional deCientíficos de astronomíaCientíficos de astronomía Brent Tully, de la Universidad de Hawaii en Manoa, Hélène Courtois, de la Universidad de León I, Yehuda Hoffman, de la Universidad Hebrea de Jerusalén, y Daniel Bomarede, del CEA.

Richard Brent Tully ya se había dado a conocer al descubrir, junto con J. Richard Fisher, una relación que permitía determinar la distancia de un Galaxia espiralGalaxia espiralEs un método experimental conocido hoy internacionalmente como Ley Tully-Fisher. El investigador estadounidense publicó hoy un nuevo artículo en Diario astrofísico Con Daniel Bomarede y su colega australiano Colán Howlett.

Los tres hombres anunciaron su descubrimiento nueve años después hollellanatérmino procedente de cantandocantando Creación hawaiana, la ComolepoLo que evoca el origen del mundo. Es una de las grandes estructuras enserser combinación notable Cúmulo de galaxiasCúmulo de galaxias. En este caso, una especie de caparazón esférico con un volumen de aproximadamente mil millonesAño luzAño luz En el diámetro donde hay mayor densidad de cúmulos de galaxias con el supercúmulo de Bouvier en el centro (zapatosen inglés) a una distancia de 820 millones de años luz de la Vía Láctea.

Previsión de medio siglo

Esta es la primera vez que demostramos directamente un campo de este tipo midiendo las distancias y velocidades de las galaxias para mapear UniversoUniverso Se puede notar. Sin embargo, es un ejemplo de una estructura que ya ha sido descubierta indirectamente al realizar análisis científicos de lo que llamamos correlaciones estadísticas en… MuestrasMuestras Poblaciones de galaxias y cúmulos de galaxias. Estas estructuras esféricas son manifestaciones de las llamadas ondas acústicas bariónicas o BAO (Oscilaciones acústicas bariónicas.).

Como explica Daniel Bomarede GorjeoGorjeoEstas burbujas galácticas fueron predichas hace casi 50 años por el premio Nobel de física James Peebles. Pero, de hecho, estos resultados ya habían sido predichos como parte de lo que Andrei Sakharov llamó la teoría del Big Bang frío ya a mediados de los años 1960, unos años antes de Peebles. Hoy sólo nos referimos al trabajo del premio Nobel con uno de sus colegas en lo que se refiere a una teoría. la gran explosiónla gran explosión Hot, que es el máximo logro de Modelo estándar de cosmologíaModelo estándar de cosmologíaque «tal vez» no sea el caso Sustancia negraSustancia negra ni quienEnergía oscuraEnergía oscura.

Los BAO en particular son un fenómeno que los cosmólogos han utilizado durante años para medir parámetros del Modelo Estándar de cosmología como la constante de Hubble-Lemaitre, la curvatura del universo o incluso la energía oscura. Podemos considerar que Ho’oleilana es una especie de FósilFósil El Big Bang, aunque de alguna manera nació unos 380 mil años después, en ese momento Radiación fósilRadiación fósil se emitió.

Llegados a este punto, seguro que el lector lleva un tiempo preguntándose qué son estas oscilaciones acústicas bariónicas, como a veces se les llama.

Durante el Big Bang, según el Modelo Estándar, se producen fluctuaciones cuánticas en la densidad de la materia que provocan que las concentraciones de materia oscura colapsen rápidamente. Estas concentraciones atraen materia bariónica ordinaria formada por protones y neutrones, pero a diferencia de la materia oscura, estos bariones son sensibles a la fuerza electromagnética, de modo que el gas de fotones que envuelve toda la materia resiste su presión sobre la materia bariónica. Luego se producen ondas sonoras esféricas que se propagan, como ondas alrededor de los puntos de impacto de las gotas de lluvia en un estanque, como se muestra en esta animación. Estas ondas se superponen, pero cuando los átomos se forman durante la recombinación, la presión de radiación ya no existe y las burbujas de materia se congelan. Bueno, casi, porque la ampliación del espacio hará que éste se expanda. ©Castro

BAO, ondas sonoras a la mitad de la velocidad de la luz

Después del comienzo del universo visible y al menos durante algún tiempo. NucleosíntesisNucleosíntesis Primal, a sólo unos minutos del legendario tiempo de Plancktiempo de PlanckEl universo es una mezcla de bariones acoplados. fotonesfotonesLa ducha ya está en TemaTema negro.

Entonces se generan fluctuaciones en la densidad de la materia oscura. Ondas sonorasOndas sonoras Los objetos esféricos se alejan aproximadamente a la mitad de la velocidad de la luz desde regiones con exceso de densidad de materia oscura. en un momento Volver a montarVolver a montarcuando la primera átomosátomos Las ondas neutras aparecen 380.000 años después del Big Bang, la luz se separa de la materia bariónica y el frente de estas ondas sonoras impulsadas por el flujo de fotones se congela temporalmente.

Como resultado, en el universo observable se forman regiones de exceso de densidad de materia ordinaria que forma capas (cuyo diámetro está determinado por la velocidad de las ondas sonoras generadas por las oscilaciones acústicas). Estas regiones serán lugares distintivos para que las galaxias se formen y acumulen en forma de cúmulos. Más adelante, la presencia cada vez más dominante de energía oscura (que no fue el caso en los primeros mil millones de años) afectará a la tasa de crecimiento de los cúmulos de galaxias.

En primer lugar, si consideramos una muestra grande de galaxias en la superficie de una esfera centrada por el observador de la Tierra (y por tanto al mismo tiempo en la historia del universo y a la misma distancia de nosotros para cada galaxia) y si Mida las distancias entre dos pares, aparecerá un exceso de estos pares para un valor de distancia asociado con el valor de Las capas de materia de las que hablamos anteriormente, como se muestra en el vídeo de arriba.

Excelente pantalla para BAO. Para obtener una traducción al francés bastante precisa, haga clic en el rectángulo blanco en la parte inferior derecha. La traducción al inglés debería aparecer a continuación. Luego haga clic en la tuerca a la derecha del rectángulo, luego en «Traducciones» y finalmente en «Traducir automáticamente». Seleccione «francés». © PBS Tiempo Espacial

Clave para estudiar la energía oscura

Tenemos entonces una especie de escala estándar cuya longitud intrínseca se conoce en un período determinado de la historia cósmica. Midiendo el valor aparente de esta longitud para nosotros, podemos deducir la distancia absoluta. Si medimos diferentes desplazamientos espectrales, podemos dibujar una curva que vincule la distancia cósmica, el desplazamiento espectral y las mediciones de distancia y tiempo, permitiendo estimar la velocidad de expansión espacial en una fecha determinada. Ella juega este juego, pero con… brillobrillo Estándares de brillo claros: ¿qué son? SupernovasSupernovas SN Ia – Acabamos de descubrir la expansión acelerada del espacio durante los últimos miles de millones de años.

Sin embargo, dependiendo de qué modelo cosmológico consideremos, con o sin energía oscura, es esto último o no. Constante cosmológicaConstante cosmológica, no obtenemos la misma curva. Asimismo, la tasa de crecimiento de los cúmulos de galaxias no es la misma. Se trata, por tanto, de una segunda forma, junto con las supernovas, de demostrar la existencia de la energía oscura y explorar su naturaleza.

El BAO y Ho’oleilana. © Danielle Bomarède

Hasta aquí la teoría sobre el Hula’ilana, pero en cuanto a la práctica, este descubrimiento es el último resultado de un programa lanzado a finales de los años 2000 por Helena Courtois y Brent Tully bajo el nombre “Cosmic Flows”. El primero se basó en un catálogo de velocidades de 1.700 galaxias, pero con el paso de los años hemos pasado de Cosmicflows-1 a Cosmicflows-1. Flujos cósmicos-4 Con 30.000 galaxias. Daniel Bomarede es » Responsable del mapeo, 3D y catálogos interactivos de Cosmicflows desde 2010.” Tal como se describe en el comunicado de prensa emitido por la CEA, que concluyó con las siguientes declaraciones:

» Ho’oleilana tiene las características geométricas de una oscilación bariónica acústica teóricamente esperada, incluida la protrusión de un rico supercúmulo en su centro, pero sobresale con más fuerza de lo esperado. Ho’oleilana es ligeramente más grande de lo esperado y Constante de HubbleConstante de Hubble Lo que podemos inferir de su tamaño es consistente con mediciones en el universo local (supernovas, cefeidascefeidas…) y en tensión con mediciones realizadas en el universo lejano (Planck con CMB, SDSS y…) CuásaresCuásares…).

Datos futuros más detallados, como los de Instrumento de espectroscopia de energía oscura. (Desi) o Encuesta hemisférica 4MOST Podría permitir descubrir estructuras similares en otras partes del universo cercano. Los investigadores utilizarán estos datos para estudiar y confirmar otros detalles sobre Ho’oleilana, el BAO y la tasa de expansión del universo. »

Recordemos que existe una tensión en cosmología entre las dos principales medidas de la constante de Hubble-Lemaitre.

En febrero de 2023, Daniel Bomarede, cosmólogo del CEA, vino a CentraleSupélec para hablar de sus trabajos de investigación sobre los cúmulos de galaxias gigantes. © CosmiCS, Club de Astronomía Central Subelec