El " Eje del Mal " es un nombre dado a una anomalía en las observaciones astronómicas del Fondo de Microondas Cósmico (CMB). La anomalía parece dar al plano del Sistema Solar y, por lo tanto, a la ubicación de la Tierra un significado mayor del que podría esperarse por casualidad, un resultado que parece ir en contra de las expectativas del Principio de Copérnico .
La firma de radiación Cosmic Microwave Background (CMB) presenta una vista directa a gran escala del universo que puede usarse para identificar si nuestra posición o movimiento tiene algún significado particular. Ha habido mucha publicidad sobre el análisis de los resultados de la sonda de anisotropía de microondas Wilkinson(WMAP) y la misión Planck que muestran anisotropías esperadas e inesperadas en el CMB. [1] El movimiento del sistema solar y la orientación del plano de la eclíptica están alineados con las características del cielo de microondas, que en el pensamiento convencional están causadas por la estructura en el borde del universo observable. [2] [3]Específicamente, con respecto al plano eclíptico, la "mitad superior" del CMB es ligeramente más fría que la "mitad inferior"; además, los ejes cuadrupolo y octupolo están separados solo unos pocos grados, y estos ejes están alineados con la división superior / inferior. [4]
Se han informado algunas anomalías en la radiación de fondo que están alineadas con el plano del Sistema Solar, lo que contradice el principio de Copérnico al sugerir que la alineación del Sistema Solar es especial. [6]Land y Magueijo en 2005 llamaron a esta alineación el "eje del mal" debido a las implicaciones para los modelos actuales del cosmos, [7] aunque varios estudios posteriores han mostrado errores sistemáticos en la recopilación de esos datos y la forma en que están procesada. [8] [9] [10] Varios estudios de los datos de anisotropía de CMB confirman el principio de Copernicano, [11] modelan las alineaciones en un universo no homogéneo aún congruente con el principio, [12]o intentar explicarlos como fenómenos locales. [13] Algunas de estas explicaciones alternativas fueron discutidas por Copi, et al. , quien afirmó que los datos del satélite Planckpodrían arrojar una luz significativa sobre si la dirección y las alineaciones preferidas eran falsas. [14] [15] Lacoincidencia es una posible explicación. El científico jefe de WMAP , Charles L. Bennett, sugirió que la coincidencia y la psicología humana estaban involucradas, "Creo que hay un poco de efecto psicológico, la gente quiere encontrar cosas inusuales". [dieciséis]
Los datos del Telescopio Planck publicados en 2013 han encontrado pruebas más sólidas de la anisotropía. [17]"Durante mucho tiempo, parte de la comunidad esperaba que esto desapareciera, pero no", dice Dominik Schwarz, de la Universidad de Bielefeld en Alemania. [18]
No hay consenso sobre la naturaleza de esta y otras anomalías observadas [19] y su importancia estadística no está clara. Por ejemplo, un estudio que incluye los resultados de la misión de Planck muestra cómo las técnicas de enmascaramiento podrían introducir errores que, si se toman en cuenta, pueden generar varias anomalías, incluido el Eje del Mal, que no son estadísticamente significativas. [20] Un estudio de 2016 comparó los modelos cosmológicos isotrópicos y anisotrópicos con los datos de WMAP y Planck y no encontró evidencia de anisotropía. [21]
El eje fue el tema de gran parte de la discusión en la película documental de 2014, El principio , y formó la base del argumento presentado en el mismo.
La ventana de Baade es un área del cielo con cantidades relativamente bajas de "polvo" interestelar a lo largo de la línea de visión desde la Tierra. Esta área se considera una "ventana" de observación, ya que el Centro Galáctico de la Vía Láctea, normalmente oculto, es visible en esta dirección. Lleva el nombre del astrónomo Walter Baade, quien primero reconoció su importancia. Esta área corresponde a uno de los parches visibles más brillantes de la Vía Láctea.
Historia [ editar ]
Walter Baade observó las estrellas en esta área a mediados de la década de 1940 usando el telescopio Hooker de 100 pulgadas (2,5 m) en el Observatorio Mount Wilson en California mientras buscaba el centro de la galaxia Vía Láctea. Hasta este momento, la estructura y la ubicación del centro galáctico no se conocían con certeza. [1]
Significado [ editar ]
La ventana de Baade se usa con frecuencia para estudiar estrellas de bombeo centrales distantes en longitudes de onda de luz visibles y casi visibles. La información importante sobre la geometría interna de la Vía Láctea aún se está refinando con las mediciones realizadas a través de esta "ventana". Está en la dirección de la constelación de Sagitario . [2] Ahora se sabe que la ventana está ligeramente "al sur" de la protuberancia central de la galaxia. La ventana tiene un contorno irregular y subtiende aproximadamente 1 grado del cielo. Se centra en el cúmulo globular NGC 6522 . [3]
La ventana de Baade es la más grande de las seis áreas a través de las cuales se pueden ver las estrellas centrales. [4]
OGLE y otros programas de observación han detectado con éxito planetas extrasolares que orbitan alrededor de las estrellas centrales de bombeo en esta área por el método de microlente gravitacional .
Las estrellas observadas en la Ventana de Baade pueden llamarse estrellas BW, de manera similar, las estrellas gigantes pueden llamarse gigantes BW.
La radiación de fondo cósmica es la radiación electromagnéticadel Big Bang . El origen de esta radiación depende de la región del espectro que se observa. Un componente es el fondo cósmico de microondas . Este componente es fotones de desplazamiento al rojo que se han transmitido libremente desde una época en que el Universo se volvió transparente.Por primera vez a la radiación. Su descubrimiento y las observaciones detalladas de sus propiedades se consideran una de las principales confirmaciones del Big Bang. El descubrimiento (por casualidad en 1965) de la radiación de fondo cósmico sugiere que el universo temprano estaba dominado por un campo de radiación, un campo de temperatura y presión extremadamente altas. [1]
El efecto Sunyaev-Zel'dovich muestra los fenómenos de radiación de fondo cósmico radiante que interactúan con nubes "electrónicas" que distorsionan el espectro de la radiación.
También hay radiación de fondo en el infrarrojo , rayos X , etc., con diferentes causas, y algunas veces pueden resolverse en una fuente individual. Ver fondo cósmico infrarrojo y rayos X de fondo . Véase también el fondo de neutrinos cósmicos y la luz de fondo extragaláctica .
Cronología de eventos significativos [ editar ]
1926: Sir Arthur Eddington estima que la radiación no térmica de la luz de las estrellas en la galaxia tiene una temperatura efectiva de 3.2 K. [1]
Década de 1930: Erich Regener calcula que el espectro no térmico de los rayos cósmicos en la galaxia tiene una temperatura efectiva de 2.8 K. [2]
1931: El término microondas aparece por primera vez en letra impresa: "Cuando se dieron a conocer ensayos con longitudes de onda tan bajas como 18 cm, hubo una sorpresa no disimulada de que el problema de la microonda se había resuelto tan pronto". Revista Telegraph & Telephone XVII. 179/1 "
1938: ganador del Premio Nobel (1920) Walther Nernst vuelve a estimar la temperatura de los rayos cósmicos en 0,75 K. [2]
1946: El término " microondas " se usa por primera vez en forma impresa en un contexto astronómico en un artículo "Radiación de microondas del sol y la luna" por Robert Dickey Robert Beringer .
1946: Robert Dicke predice una temperatura de radiación de fondo de microondas de 20 K (ref: Helge Kragh)
1946: Robert Dicke predice una temperatura de radiación de fondo de microondas de "menos de 20 K" [se necesita aclaración ] pero luego se revisó a 45 K (ref: Stephen G. Brush).
1949: Ralph Alpher y Robert Herman reestiman la estimación de Gamow en 28 K.
Década de 1960: Robert Dicke vuelve a estimar una temperatura MBR (radiación de fondo de microondas) de 40 K (ref: Helge Kragh).
1965: Arno Penzias y Robert Woodrow Wilson miden la temperatura en aproximadamente 3 K. Robert Dicke, PJE Peebles , PG Roll y DT Wilkinson interpretan esta radiación como una firma del Big Bang.
La simulación de Barnes-Hut (Josh Barnes y Piet Hut ) es un algoritmo de aproximación para realizar una simulación de n- body . Es notable por tener un orden O ( n log n ) en comparación con un algoritmo de suma directa que sería O ( n 2 ). [1]
El volumen de simulación generalmente se divide en células cúbicas a través de un octárbol (en un espacio tridimensional), por lo que solo las partículas de las células cercanas deben tratarse individualmente, y las partículas en las células distantes se pueden tratar como una sola partícula grande centrada en El centro de masa de la célula (o como una expansión multipolar de orden inferior ). Esto puede reducir drásticamente el número de interacciones de pares de partículas que se deben calcular.
Algunos de los proyectos de computación de alto rendimiento más exigentes hacen astrofísica computacionalutilizando el algoritmo de código de barras de Barnes-Hut, [2] como DEGIMA [ cita requerida ] .
Algoritmo [ editar ]
El árbol de Barnes-Hut [ editar ]
En una simulación tridimensional de n- cuerpos , el algoritmo de Barnes-Hut divide recursivamente los n cuerpos en grupos almacenándolos en un octree (o un quad-tree en una simulación 2D). Cada nodo en este árbol representa una región del espacio tridimensional. El nodo superior representa todo el espacio, y sus ocho hijos representan los ocho octantesdel espacio. El espacio se subdivide recursivamente en octantes hasta que cada subdivisión contiene 0 o 1 cuerpos (algunas regiones no tienen cuerpos en todos sus octantes). Hay dos tipos de nodos en el octeto: nodos internos y externos. Un nodo externo no tiene hijos y está vacío o representa un solo cuerpo. Cada nodo interno representa el grupo de cuerpos debajo de él, y almacena el centro de masa y la masa total de todos los cuerpos de sus hijos.
Cálculo de la fuerza que actúa sobre un cuerpo [ editar ]
Para calcular la fuerza neta en un cuerpo particular, se atraviesan los nodos del árbol, comenzando desde la raíz. Si el centro de masa de un nodo interno está lo suficientemente lejos del cuerpo, los cuerpos contenidos en esa parte del árbol se tratan como una sola partícula cuya posición y masa son respectivamente el centro de masa y la masa total del nodo interno. Si el nodo interno está lo suficientemente cerca del cuerpo, el proceso se repite para cada uno de sus hijos.
Si un nodo está o no lo suficientemente lejos de un cuerpo, depende del cociente , donde s es el ancho de la región representada por el nodo interno, y d es la distancia entre el cuerpo y el centro de masa del nodo. El nodo está lo suficientemente lejos cuando esta relación es más pequeña que un valor de umbral θ . El parámetro θdetermina la precisión de la simulación; los valores mayores de θ aumentan la velocidad de la simulación pero disminuyen su precisión. Si θ = 0, ningún nodo interno se trata como un solo cuerpo y el algoritmo degenera en un algoritmo de suma directa.
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