T.E.L: 3 min.
¿Es el universo homogéneo e isótropo?
De vez en cuando, me tropiezo con algún artículo o video en el que se proclama que "la ciencia es dogmática". Algunas investigaciones publicadas recientemente sirven como muestra de lo contrario.
Una de las proposiciones de la Teoría de la Relatividad es que el universo es homogéneo e isótropo, idea que recibe el nombre de "Principio Cosmológico". Se puede rastrear una cita de Karl Popper en la que considera que "los principios cosmológicos eran, me temo, dogmas que no deberían haber sido propuestos". Kragh, Helge (2012).
Esta tesis supone que, en promedio, la distribución de galaxias se ve igual para cualquier observador, en cualquier dirección.
A pesar de que es una proposición que resultó verosímil cuando se la hizo, se han realizado varios trabajos para poner a prueba si es un principio cierto o no. Grandes sondeos de galaxias (como el sondeo APM) y el estudio del Fondo Cósmico de Microondas (CMB) indican que hay ligeras variaciones en la concentración de materia en el universo observable.
Sin embargo, los sondeos de radio de AGNs han mostrado una asimetría. Los AGN son núcleos galácticos activos, es decir que en el centro de las galaxias hay una intensa actividad, ocasionada por agujeros negros supermasivos. Estos AGN son muy brillantes.
Se conoce, desde hace décadas, una aparente "preferencia" en los estudios de grandes galaxias, que es ocasionada por el movimiento del Sistema Solar en la Vía Láctea que crea un dipolo, lo que causa que desde nuestro planeta se vean menos galaxias en la dirección de la que nos alejamos y más en la dirección opuesta. Esto es así por dos razones: la luz de las galaxias se corre al rojo o al azul por efecto Doppler, lo que genera un cambio en la intensidad de las fuentes en el cielo a medida que cambiar el tiempo entre la llegada de las ondas de luz. En segundo lugar, por aberración, es decir el aparente cambio en la posición angular de un objeto que emite hacia la dirección de nuestro movimiento. Ese dipolo que observan los astrónomos debería tener una amplitud y dirección que coincida con el dipolo del CMB, también debido al movimiento del Sistema Solar a través del espacio, unos 370 km/s.
Pero si estos dos dipolos no coinciden, podría implicar que el Universo no sigue el Principio Cosmológico. En trabajos previos se halló que la amplitud del dipolo de fuentes de radio era cuatro veces mayor comparado con el del CMB. También se descubrió que las direcciones del dipolo de radio y el CMB no coinciden exactamente, aunque están cerca.
En un trabajo reciente, Ashok K. Singal computó el número de AGN usando datos de un sondeo llamado VLASS (Very Large Array Sky Survey) con 1,9 millones de fuentes y otro llamado RACS (Rapid ASKAP Continuum Survey) con 2,1 millones de fuentes. Con estas fuentes de radio, el autor calculó la dirección y amplitud del dipolo. Lo que encuentra es que la amplitud de VLASS indica que el sistema solar se mueve cuatro veces más rápido de lo predicho por el CMB, a 1600 km/s. Los datos de RACS también indican una amplitud significativa de casi 8 veces mayor de lo esperado y las direcciones encontrados no coinciden.
En la Fig. 9 del paper se muestran las direcciones de los dipolos RACS, VLASS, el CMB (⊙) y otros grupos de datos.
Desde hace décadas, los astrónomos han hallado grandes estructuras (y vacíos) que podrían contradecir el Principio Cosmológico. Por ejemplo el grupo de cuásares Huge-LQG o La Gran Muralla de Hércules. En un trabajo de Fulvio Melia del 2023 se nominan otros casos:
Una cuestión central es cuál es la escala a usar para considerar el Principio. Con más investigaciones se podrá saber mejor hasta qué punto se sostiene (o no) una de las bases de la moderna cosmología científica. El mero hecho de que se lo investigue y se lo cuestione abiertamente es evidencia de que el Principio Cosmológico no es un dogma.☉
Exposing Scientific Dogmas - Banned TED Talk - Rupert Sheldrake
Two Million Galaxies
Discordance of dipole asymmetries seen in recent large radio surveys with the Cosmological Principle
Helge Kragh: "The most philosophically of all the sciences": Karl Popper and physical cosmology
The scale of homogeneity in the Rh = ct universe
Fulvio Melia
Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 525, Issue 3, November 2023, Pages 3248–3253,
Sobre las imágenes
APM: Maddox et al.
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