Cuantifican la isotropía de la expansión cósmica

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El mapa de las anisotropías del fondo cósmico de microondas y de su polarización observados por el telescopio espacial Planck de la ESA permiten acotar la anisotropía de la expansión del universo. El resultado indica que la expansión es isótropa hasta en una parte en 121.000. Este resultado apoya el principio cosmológico. Más aún, ciertas anisotropías en el fondo cósmico de microondas, como el famoso “eje del mal” cosmológico, que deberían influir en la expansión cósmica, sufren un duro revés.

El artículo es Daniela Saadeh, Stephen M. Feeney, …, Jason D. McEwen, “How isotropic is the Universe?” Physical Review Letters, Accepted (07 Sep 2016), arXiv:1605.07178 [astro-ph.CO]. Me he enterado gracias a un comentario de uno de vosotros, Albert. Gracias.

[PS 28 Sep 2016] Recomiendo leer a César Tomé, “El universo no rota,” Cuaderno de Cultura Científica, 28 Sep 2016, o “El universo podía ser de cualquiera de estas cuatro formas, pero solo es de una,” Next, Vozpópuli, 28 Sep 2016. Y en inglés a Brian Koberlein, “Cosmology Continues to Lack a Sense of Direction,” Forbes, 28 Sep 2016.

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El modelo cosmológico de consenso, ΛCDM, asume el principio cosmológico: el universo es isótropo y homogéneo a gran escala. Como resultado la expansión cósmica debe ser isótropa. Cualquier desviación respecto al principio cosmológico se puede estudiar observando potenciales anisotropías en los mapas del fondo cósmico de microondas. Ya se han estudiado asumiento una rotación global de todo el universo usando modelos cosmológicos con vorticidad. El nuevo artículo explora fuentes más generales de esta anisotropía gracias a los mapas de la polarización del fondo cósmico de microondas.

Se ha desarrollado un nuevo software, llamado ANICOSMO2, basado en PolyChord, para estudiar los modelos cosmológicos más anisótropos para una universo plano o abierto, modelos tipo Bianchi VIIh. En estos modelos se usa un tensor de cizalla (shear tensor), llamado σ, para describir las deformaciones geométricas debidas a esfuerzos cortantes, de tensión y de compresión. La fuente de estas deformaciones pueden ser anisotropías escalares (S), vectoriales (V) o tensoriales (T). Como muestra la tabla, los datos de Planck limitan las deformaciones escalares, (σS/H)0, y vectoriales, (σV/H)0, por debajo de 4,7 × 10−11 (95% CI). Este resultado está un orden de magnitud por debajo de los resultados previos (Planck T) que no usan los mapas de polarización (Planck Q y U). Las deformaciones tensoriales, (σT,reg/H)0, están por debajo de 1,0 × 10−6 (95% CI).

El nuevo resultado apoya la robustez del modelo ΛCDM basado en el principio cosmológico. Sin lugar, a escala cosmológica, la expansión del universo es más isótropa de lo que le gustaría a muchos cosmólogos. Lo que no quita que el nuevo resultado sea muy relevante.


8 Comentarios

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U-95U-95

Muy interesante y gracias por este nuevo artículo de cosmología.

Me parece que el “eje del mal” al final va a ser solo polvo del Sistema Solar en primer plano que no se elimina bien al procesar los datos.

Richard R RichardRichard R Richard

Hola Francis si por el principio cosmologico se asume la homogoneidad e isotropía como base, para que \lambdaCDM sea aplicable, el archivo y la imagen que de arxiv muestra al magnificar la detección una espiral o vortice,
Esto quiere decir que no es tan isotropo como lo imaginamos, pero no lo suficiente para que el modelo no sea aplicable, porque de otro modo se aplicaría el modelo que tu dices en
Ya se han estudiado asumiendo una rotación global de todo el universo usando modelos cosmológicos con vorticidad.
O que es lo que intentan transmitir con esa imagen y no capto. gracias,

Richard R RichardRichard R Richard

Gracias Francisco por contestar, veo que el grafico entonces representa una comparativa entre los resultados reales vs esperados,… si fueran similares los patrones se hubiera detectado la anisotropia…

P.D. Como fue mi primera intevención preguntando, no se como opera exactamente su sitio web, de algun modo en el dia de ayer , observe que mi pregunta no estaba al final del blog, pero que hoy tuve respuesta, es normal que eso suceda? gracias de antemano.

AlbertAlbert

“Demonstration of Cosmic Microwave Background Delensing Using the Cosmic Infrared Background” es una nuevo documento publicado en PHYSICAL REVIEW LETTERS.
Entiendo que intentan “purificar” la señal del Fondo Cósmico de Microondas CMB eliminando los efectos de lente gravitacional. Para ello usan un mapa del Fondo Cósmico de Infrarrojos CIB.
Entiendo que ello permitiría estudiar mejor la existencia de los posibles Modos-B primordiales originados por ondas gravitacionales inflacionarias.
También permitiría estudiar mejor el espectro acústico, cuyos picos son alisados por las lentes gravitacionales.
Este es el estudio, que enlazo por si es de tu interés y el de tus lectores, saludos.
https://arxiv.org/pdf/1607.05733v3.pdf

Francisco R. Villatoro

Gracias, Albert, muy interesante. La mayor contaminación de los modos B cosmológicos son los modos B resultado del efecto de lente gravitacional sobre los modos E. Eliminar este efecto, como bien dices, podría destacar los modos B que nos interesan. Pero no hay que hacerse muchas ilusiones, pues los mapas del CIB están dominados por el polvo interestelar y el efecto a eliminar está dominado por el polvo integaláctico (que estima la masa de los supercúmulos que provoca el efecto de lente). Por tanto, la idea es buena, pero creo que queda mucho tiempo para que sea práctica. Habrá que esperar a los datos de PRISM y COrE, pues con los datos de Planck y BICEP servirá para muy poco.

Por cierto, la idea ya fue propuesta en 2013 en “Towards reconstruction of unlensed, intrinsic CMB power spectra from lensed map” arXiv:1309.1827 [astro-ph.CO]. Además de arXiv:1607.05733 [astro-ph.CO] también recomiendo “CMB Delensing Beyond the B Modes” arXiv:1609.08143 [astro-ph.CO].

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