Astronomía

¿Qué hay en el centro del universo?

¿Qué hay en el centro del universo?


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Si el universo se ha formado y originado por una explosión del Big Bang, entonces debe quedar un espacio vacío en el centro del lugar de la explosión, ya que toda la materia viaja a tremendas velocidades alejándose del centro, y debe haber más materia, estrellas. , galaxias y polvo, etc. cerca de la actual periferia o circunferencia u horizonte del presente universo. Como esa gran explosión tuvo lugar hace unos 13.700 millones de años, los límites exteriores de nuestro universo están a 13.700 millones de años luz del centro de la explosión del Big Bang.

¿Nuestros astrónomos han descubierto la vacuidad o el vacío en algún lugar del centro del universo o no?


Estás malinterpretando la expansión del Universo. El Big-Bang no es una explosión: este es el momento en el tiempo en que el Universo tenía una densidad (casi) infinita. Así que no hay centro en el Universo como no hay centro de la SUPERFICIE de la tierra (este es el análogo bidimensional más popular).

Desde este estado primordial de densidad ultra alta, el Universo se está expandiendo, se han formado átomos, se han formado estrellas y galaxias y ahora, a muy gran escala, la distancia entre dos cúmulos de galaxias sigue aumentando con el tiempo debido a la expansión.


Creo que su pregunta está relacionada con el tema, pero @RhysW ha vinculado una publicación muy útil para comprender por qué su pregunta es un concepto erróneo común sobre el Big Bang.

Sin centro

No hay un "centro" en el universo. En cualquier momento, un observador local afirmará que están en el centro del universo por la forma en que las galaxias se alejan de ellos. ¿Cómo podemos saber esto? El universo parece ser homogéneo (tiene la misma estructura en todas partes) e isotrópico (no hay una dirección preferida). Si estas son de hecho propiedades del universo, entonces la expansión del universo debe ser la misma en todos los demás lugares (Ver: El principio cosmológico).

En qué se diferencian el Big Bang y las explosiones

Además, el Big Bang se diferencia de una explosión en las siguientes formas:

1) Las partículas involucradas en una explosión se ralentizan eventualmente debido a las fuerzas de fricción. Piense en los fuegos artificiales (http://www.youtube.com/watch?v=qn_tkJDFG3s). Las partículas se mueven más rápido en el instante de la explosión y disminuyen monótonamente con el tiempo. La expansión del universo temprano no sigue esta tendencia, aunque a veces la gente usa la palabra 'explosión' para describir el enorme aumento volumétrico (un aumento en un factor de $ sim10 ^ {76} $) que ocurrió entre $ 10 ^ {- 36} - 10 ^ {- 32} $ segundos después del Big Bang, que se llama acertadamente inflación.

2) Una explosión implica la existencia de espacio. Para que se produzca una explosión, las partículas (ya sea que hablemos de materia o luz) deben tener espacio para explotar. Estrictamente hablando, la inflación del universo es una expansión de las coordenadas del espacio-tiempo, por lo que la palabra explosión no puede aplicarse realmente, ya que no había nada en lo que el espacio-tiempo explotara.


En cierto sentido, cualquier punto que elija está en "el centro" del universo y en cualquier punto del universo, a gran escala, el universo se ve igual que en cualquier otro punto. Esto es no lo mismo que decir que el universo es infinito, aunque (pero podría serlo). La analogía con una explosión es pobre, ya que las explosiones se expanden al espacio existente. Con el Big Bang, el espacio mismo se expande. Pero, por definición, el espacio no tiene un borde (si lo tuviera, entonces habría un "metaespacio" que sería el espacio real y así sucesivamente) y, por lo tanto, en todas partes está el centro y / o en ninguna parte.


En realidad, no es así como funcionan las explosiones. Cuando la nitroglicerina detona, no deja un agujero en el centro. Al igual que una explosión, el Big Bang tampoco funciona de esa manera. En cualquier marco de referencia válido, el universo comenzó a expandirse a la velocidad de la luz sin dejar un agujero en el centro y el centro no es un lugar especial. Debido a las extrañas leyes del universo, no hay un solo marco de referencia válido.

El universo sigue la relatividad general que se simplifica a la relatividad especial en ausencia de un campo gravitacional y en ausencia de objetos con una velocidad de escape que es una fracción significativa de la velocidad de la luz, sigue muy de cerca una versión de la relatividad especial donde la gravedad es una realidad. fuerza que no dobla el espacio-tiempo. Consulte https://physics.stackexchange.com/questions/19937/time-dilation-as-an-observer-in-special-relativity/384547#384547 para aprender cómo funciona la relatividad especial.

Según la relatividad especial, el universo no tiene centro. Cualquier objeto no giratorio que viaje a una velocidad constante más lenta que la velocidad de la luz es un marco de referencia válido y, en su marco de referencia, el centro del universo es el lugar donde ha ocurrido el Big Bang. No existe una línea temporal en la que todos los observadores estén de acuerdo en que es el centro del universo. En cualquier marco de referencia, el centro del universo en ese marco de referencia no puede ser un lugar especial porque no es el centro en otro marco de referencia. Cuando miramos las galaxias cerca del borde del universo, vemos otras similares a las que ocurrieron cerca del comienzo del universo, pero en realidad solo estamos mirando hacia atrás a las galaxias de cuando tenían aproximadamente la mitad de la edad de nuestro universo en nuestro marco de referencia. Son como galaxias mucho más jóvenes solo por su propia dilatación del tiempo y en su propio marco de referencia, en realidad son mucho más jóvenes. En cualquier marco de referencia, ¿qué sucede si estás cerca del borde del universo y estacionario? Te ves a ti mismo cerca del límite. En otro marco de referencia, estás en el centro del universo y te mueves y la aberración de la luz que observas te hace percibirte a ti mismo como si no estuvieras en el centro.

Eso es exactamente lo que predice la relatividad especial, pero en realidad, el universo no sigue la relatividad especial, pero algunos de los resultados que ya mencioné siguen siendo ciertos. El universo se está acelerando, por lo que las galaxias eventualmente se alejarán de nosotros más rápido que la luz porque el espacio mismo las está arrastrando más rápido que la luz. Probablemente vivamos en un universo De Sitter. Nuestro horizonte cósmico, la región del espacio que se aleja de nosotros a la velocidad de la luz en nuestro marco de referencia, se comporta como un agujero negro en el sentido de que veremos galaxias acercarse exponencialmente al horizonte cósmico sin llegar nunca a alcanzarlo y obtener más. el rojo cambió sin límite a medida que se acercaba.

Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/De_Sitter_universe


Actualmente se está estudiando la geometría amorfa del Universo, y la distribución a gran escala de las galaxias es similar a una esponja. La medida en el medio de la imagen representa 1.500 millones de años luz. la luz viaja en todas direcciones, y en el momento del Big Bang, no había luz para viajar a ninguna parte, y al principio de la teoría del Big Bang, no había direcciones 3D que podamos concebir, no hay definición de rectitud y borde, no hay distancia entre algo en una geometría conocida, en la teoría de supercuerdas 3D, 4D, 5D, 12D. Entonces, para encontrar la geometría que necesita, las matemáticas pueden convertirse en 12D / 28D y nos confunde, la noción de centro es diferente en dimensiones 12/20. La alta temperatura del Big Bang es anterior a los átomos, la luz, las partículas subatómicas, la materia, la gravedad, es anterior a la existencia de geometría conocida, su contenido excede cualquier medida geométrica o finita, el único punto focal es el tiempo, por lo que para medirlo es necesario inventar muchos nuevas dimensiones y modelos geométricos.

La cantidad de vacíos en la esponja podría ser más de un billón de veces más numerosa que la cantidad de átomos en el océano. Podría haber un MPC de Googolplex como una mota del total. Entonces, ¿dónde está el centro de eso? ¿Cuándo terminará el tiempo?

El Big Bang fue amorfo desde nuestro punto de vista, y en ese sentido se podría decir que es "masivo". Es cósmico, el espacio y las propiedades físicas son inconmensurables (es una buena palabra decir inconmensurable / no relacionado).

Si imagina que nuestra vista de la radiación cósmica de fondo (13.8bn LY) tiene el diámetro de un átomo en el mar. El big bang quizás también ocurrió en otro átomo al otro lado del mar, por lo que la geometría no tiene una gradación de medida que pueda definirse dentro de la observación. Si el gran universo tiene una apariencia diferente a un Googolplex a un trillón de años luz de distancia, le resultará difícil averiguarlo.

Un objeto sin simetría o medida y sin límite no puede tener un centro. Tiene una medida cúbica de googolplex en lugar de un solo centro.

Por lo tanto, hace una pregunta geométrica similar a "¿dónde está el centro en la superficie de una esfera y un aro"?


El universo no se expande lejos de ningún centro persa. Todas las distancias se expanden uniformemente por todo el universo. Esto causa un efecto tal que para cada observador individual, parece que todo el universo se aleja de ellos. Se puede demostrar usando esta figura (de google):

$ A $ representa el universo en un momento, $ B $ representa el universo en un momento posterior. Puede notar (apenas) que $ B $ se amplía en una pequeña cantidad. Esto representa la expansión del universo. Ahora, suponga que coloca $ B $ sobre $ A $ como se muestra en $ C $, entonces parece que el universo se expandió desde $ X $. Pero si los coloca como se muestra en $ D $, ¡parece que todo el universo se está expandiendo desde otro punto! Todo esto se debe a la expansión homogénea del universo.


¿Qué hay en el centro del universo?

Esta pregunta en Physics.SE: "¿Ocurrió el Big Bang en algún momento?", Que tiene una respuesta con más de 300 UpVotes, explica:

"La respuesta simple es que no, el Big Bang no sucedió en un momento determinado. En cambio, sucedió en todas partes del universo al mismo tiempo. Las consecuencias de esto incluyen:

  • El universo no tiene un centro: el Big Bang no ocurrió en un punto, por lo que no hay un punto central en el universo desde el que se esté expandiendo ".

  • El universo no se está expandiendo hacia nada: debido a que el universo no se está expandiendo como una bola de fuego, no hay espacio fuera del universo en el que se esté expandiendo.

Somos menos que una especificación en nuestro supercluster:

Hay una página web de Wikipedia: "Historia del Centro del Universo - La inexistencia de un centro del Universo" que explica:

"Un universo isotrópico homogéneo no tiene un centro". - Fuente: Livio, Mario (2001). El Universo en Aceleración: Expansión Infinita, la Constante Cosmológica y la Belleza del Cosmos. John Wiley e hijos. pag. 53. Consultado el 31 de marzo de 2012.

Vea también este video de CalTech: "¿Dónde está el centro del universo?".

Si el universo se ha formado y originado por una explosión del Big Bang, entonces debe quedar un espacio vacío en el centro del lugar de la explosión, ya que toda la materia viaja a tremendas velocidades alejándose del centro, y debe haber más materia, estrellas. , galaxias y polvo, etc. cerca de la actual periferia o circunferencia u horizonte del presente universo. Como esa gran explosión tuvo lugar hace unos 13.700 millones de años, los límites exteriores de nuestro universo están a 13.700 millones de años luz del centro de la explosión del Big Bang.

¿Nuestros astrónomos han descubierto la vacuidad o el vacío en algún lugar del centro del universo o no?

Acercándonos a la Vía Láctea (centro de esta imagen, pero no el centro del universo) vemos:

La las áreas azules cercanas a nosotros son el vacío local, mientras que el área de la izquierda es el gran atractor.

La forma del universo, que podemos detectar / ver, es complicada: no es una simple esfera o forma de balón de fútbol, ​​que irradia desde un punto central. La medida actual de la edad del universo es 13.799 ± 0.021 mil millones ($10^9$) años dentro del modelo de concordancia Lambda-CDM. Solo podemos ver y medir hasta ahora, y durante los últimos casi 14 mil millones de años, partes del universo se han vuelto más densas y partes se han separado.

Consulte estas páginas web de Wikipedia: "Universo observable" y "Cosmología observacional", esto es de "Tamaño y regiones":

El tamaño del Universo es algo difícil de definir. Según la teoría general de la relatividad, es posible que algunas regiones del espacio nunca interactúen con la nuestra, incluso durante la vida del Universo, debido a la velocidad finita de la luz y la expansión continua del espacio. Por ejemplo, es posible que los mensajes de radio enviados desde la Tierra nunca lleguen a algunas regiones del espacio, incluso si el Universo existiera para siempre: el espacio puede expandirse más rápido de lo que la luz puede atravesarlo.

Se supone que las regiones distantes del espacio existen y son parte de la realidad tanto como nosotros, aunque nunca podamos interactuar con ellas. La región espacial que podemos afectar y ser afectados por es el universo observable.

El universo observable depende de la ubicación del observador. Al viajar, un observador puede entrar en contacto con una mayor región del espacio-tiempo que un observador que permanece quieto. Sin embargo, incluso el viajero más rápido no podrá interactuar con todo el espacio. Por lo general, el universo observable se entiende como la porción del Universo que es observable desde nuestro punto de vista en la Vía Láctea.

La distancia adecuada, la distancia que se mediría en un momento específico, incluido el presente, entre la Tierra y el borde del universo observable es de 46 mil millones de años luz (14 mil millones de parsecs), lo que hace que el diámetro del universo observable sea de aproximadamente 91 mil millones. años luz ($28×10^9$ ordenador personal). La distancia que ha viajado la luz desde el borde del universo observable está muy cerca de la edad del Universo multiplicada por la velocidad de la luz, 13,8 mil millones de años luz ($4.2×10^9$ parsecs), pero esto no representa la distancia en un momento dado porque el borde del universo observable y la Tierra desde entonces se han alejado más. A modo de comparación, el diámetro de una galaxia típica es de 30.000 años luz (9.198 parsecs) y la distancia típica entre dos galaxias vecinas es de 3 millones de años luz (919,8 kiloparsecs). Como ejemplo, la Vía Láctea tiene aproximadamente 100.000-180.000 años luz de diámetro, y la galaxia hermana más cercana a la Vía Láctea, la Galaxia de Andrómeda, se encuentra aproximadamente a 2,5 millones de años luz de distancia.

Debido a que no podemos observar el espacio más allá del borde del universo observable, se desconoce si el tamaño del Universo en su totalidad es finito o infinito.

Las estimaciones para el tamaño total del universo, si son finitas, llegan tan alto como $10^{{10}^{{10}^{122}}}$ megaparsecs, implícito en una resolución de la Propuesta Sin Límites.

Según la propuesta del estado de Hartle-Hawking: "El universo no tiene límites iniciales en el tiempo ni en el espacio".

El Dr. Brent Tulley publicó un artículo: "El supercúmulo de galaxias de Laniakea" (preimpresión gratuita de arXiv) y un video complementario asociado, junto con el directorio de Vimeo del Dr. Daniel Pomarède, específicamente este video: Cosmografía del universo local (versión FullHD) del cual estos se dibujaron imágenes, que muestra la forma de parte del universo tal como lo conocemos:

  • Tome los datos de WMAP y proyecte todas las galaxias a 8K km / s (1:18 en el video) en un espacio 3D:

Haga clic en la imagen para animar

Un primer plano de nuestra ubicación muestra el gran vacío local:

El alejamiento revela parte del universo, vea el video vinculado arriba para obtener más información:


El ojo de dios

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Hace unos años circulaba un correo electrónico que hablaba de & # 8220el Ojo de Dios & # 8221. Esta foto era en realidad una imagen de la Nebulosa Helix tomada por el Telescopio Espacial Hubble.

La nebulosa Ojo de Dios es una nebulosa planetaria brillante ubicada a unos 700 años luz de distancia en la constelación de Acuario, también conocida como NGC 7293. De hecho, la Nebulosa Helix es probablemente la nebulosa planetaria más cercana que podemos ver en el cielo, y muestra el futuro por el que atraviesan estrellas como nuestro Sol cuando se quedan sin combustible e inflan sus capas externas.

Se pensó que la Nebulosa Helix tiene forma cilíndrica. Desde nuestra perspectiva, estamos mirando hacia abajo del cilindro para ver la estrella central. Los astrónomos estiman que la Nebulosa Helix tiene unos 10.600 años, según la tasa de expansión de la nebulosa.

Con el poder del telescopio espacial Hubble, los astrónomos pudieron ver nudos de material en la nebulosa. Ahora han descubierto más de 20.000 de estos nudos cometarios en la nebulosa. Estos nudos tienen colas de cometas y se ha descubierto que pueden chocar entre sí.

Aquí & # 8217s el correo electrónico que puede recibir:

Asunto: Fw: Ojo de Dios
Esta es una fotografía tomada por la NASA con el telescopio Hubble. Se refieren a él como el & # 8220Ojo de Dios & # 8221. Pensé que era hermoso y que valía la pena compartirlo.

Algunos correos electrónicos incluso dicen que este es un evento raro que solo ocurre una vez cada 3000 años. La realidad es que esta es solo una hermosa fotografía tomada por el Telescopio Espacial Hubble. Hay otras imágenes que han sido tomadas por otros telescopios y también se ven hermosas.

Hemos escrito varios artículos sobre la Nebulosa Helix para Universe Today. Aquí & # 8217s un artículo sobre una nueva vista de la Nebulosa Helix, y aquí & # 8217s un artículo sobre la colisión de cometas dentro de la Nebulosa Helix.

Si desea obtener más información sobre la Nebulosa Helix, aquí tiene una bonita imagen del Observatorio La Silla en la Imagen de Astronomía del Día.

También hemos grabado un episodio completo de Astronomy Cast sobre nebulosas. Escuche aquí, Episodio 111: Nebulae.


¿Qué hay en el centro del universo?

no hay centro, o se puede decir que todo está en el centro. Porque el universo comenzó en un solo punto, todo el universo y su centro estaban en el mismo punto, así que ahora todo está en el centro del universo.

Esta es también la razón por la que no importa en qué lugar del universo te ubiques, todo parece alejarse de ti, como si estuvieras en el centro. Por la expansión del universo.

La venerable analogía del globo:

Imagínese una colonia de hormigas viviendo en la superficie de un globo que se expande de forma continua. ¿Qué hormiga está más cerca del centro de la superficie del globo?

Cada hormiga ve a todas las demás hormigas alejarse de ella. Desde su punto de vista, está en el centro del universo, al igual que cualquier otra hormiga. ¡Están TODOS en el centro!

Creo que el ejemplo de Globo y hormiga es una mala analogía. En esta analogía, la hormiga solo vería a otras hormigas alejándose en un espacio bidimensional. Pero en el universo real, verías que la materia se aleja en tres dimensiones. La forma real del universo siempre se debate y aún no se dispone de una imagen clara. El ejemplo de la hormiga y el globo confundiría a los lectores más que ayudarlos a visualizar la forma del universo.

Nadie puede decir con 100% de confianza que el universo no tiene un centro. Podría tener razón al decir que donde quiera que vaya, verá que la materia se aleja de usted, pero esto no significa que no haya un centro en el universo.

Si hay un centro, en algún lugar, vería que la materia se aleja en todas direcciones con la misma velocidad (dependiendo de la distancia) pero
la concentración de materia sería mayor en un lado.

Si no hay centro, todas las galaxias serían atraídas por igual por las galaxias circundantes. Por lo tanto, no habrá ningún efecto gravitacional neto en ninguna galaxia a gran escala (ignorando las de corta distancia como Andrómeda). Pero aún
la mayoría de los astrónomos creen en una gran contracción debido a la atracción gravitacional siempre que la densidad de materia en el universo sea menor que la densidad crítica y también se dice que la energía oscura supera la gravedad. Entonces, aquí estamos aceptando claramente la gravedad a gran escala, lo que no es posible si el universo no tiene un centro.

No estoy diciendo que haya un centro en un universo, pero aún no está claro.

Gracias
Talksabcd (conceptos básicos de las charlas)

No hay problema en usar la analogía bidimensional si lo mismo pudiera aplicarse a la tridimensional, pero esta analogía falla por completo cuando se trata de la tridimensional para demostrar que no hay centro.

Por favor, vea mi segundo párrafo en la publicación # 4.

Si no hay centro, todas las galaxias serían atraídas por igual por las galaxias circundantes. Por lo tanto, no habrá ningún efecto gravitacional neto en ninguna galaxia a gran escala (ignorando las de corta distancia como Andrómeda). Pero aún
la mayoría de los astrónomos creen en una gran contracción debido a la atracción gravitacional siempre que la densidad de materia en el universo sea menor que la densidad crítica y también se dice que la energía oscura supera la gravedad. Entonces, aquí estamos aceptando claramente la gravedad a gran escala, lo que no es posible si el universo no tiene un centro.

No estoy diciendo que haya un centro en un universo, pero aún no está claro.

Lo siento, pero todo esto está mal. La solución a las ecuaciones de la relatividad general que describen una estructura homogénea, isotrópica y infinito están perfectamente satisfechos con las observaciones actuales. No es necesario tener un centro del universo del que todo lo demás se esté alejando. No existe una fuerza gravitacional neta sobre nada en el universo, ya que en la relatividad general la gravedad no es una fuerza. En cambio, toda la materia del universo sigue caminos geodésicos determinados mediante la resolución de las ecuaciones. Las soluciones nos dicen que todo se aparta aunque el universo infinito sea homogéneo.

Todo se reduce a las condiciones iniciales. El Big Bang hizo que todo comenzara a separarse y, por lo tanto, continúan haciéndolo. Es un error común pensar que el Big Bang sucedió en un momento determinado. Este no es el caso. Ocurrió en todas partes. No hay un solo punto al que puedas rastrear toda la materia del universo si corres el tiempo hacia atrás.

Por cierto, nadie cree que el Big Crunch sea una predicción razonable del futuro de los universos. Actualmente, no está respaldado por las observaciones. Incluso si lo fuera, no se requiere que exista un centro del Universo para que ocurra. Un Big Crunch NO es donde todo el material del Universo se mueve a un solo punto. Lo que es que la densidad del universo llega al infinito, pero aún puede haber una distancia infinita (o incluso finita) entre puntos en el universo infinitamente denso.

no hay centro, o se puede decir que todo está en el centro. Porque el universo comenzó en un solo punto, todo el universo y su centro estaban en el mismo punto, así que ahora todo está en el centro del universo.

Esta es también la razón por la que no importa en qué lugar del universo te ubiques, todo parece alejarse de ti, como si estuvieras en el centro. Por la expansión del universo.

¿Significa eso que el Universo es constante? ¿Eso significa que mientras la capa exterior se expande? el Universo también se está contrayendo en el centro?

Además, ¿no hay una violación de la conservación de la masa durante el Big Bang?

¿Significa eso que el Universo es constante? ¿Eso significa que mientras la capa exterior se expande? el Universo también se está contrayendo en el centro?

Además, ¿no hay una violación de la conservación de la masa durante el Big Bang?

No, no y no son las respuestas, me temo.

La publicación que cita fue casi correcta, aunque también cometió el error común de pensar que el Big Bang ocurrió en un solo punto.

El universo es homogéneo (en escalas lo suficientemente grandes) y, por lo tanto, está haciendo la misma danza en todos los lugares al mismo tiempo. Entonces, si el universo se está expandiendo, entonces todo el universo lo está haciendo, si el universo se está acelerando o desacelerando, entonces nuevamente lo hace en todos los lugares al mismo tiempo. No hay capa interior ni exterior.

No hay violación de la conservación masiva en el Big Bang, ya que las leyes de conservación describen la constancia de algo con el tiempo. ¡Dado que el tiempo comienza con el Big Bang, no hay nada que comparar con lo anterior! La masa se conserva a medida que el universo se expande, ya que la densidad disminuye. Si el universo duplica su volumen, la densidad de la masa se reduce a la mitad.

Lo siento, pero todo esto está mal. La solución a las ecuaciones de la relatividad general que describen una estructura homogénea, isotrópica y infinito están perfectamente satisfechos con las observaciones actuales. No es necesario tener un centro del universo del que todo lo demás se esté alejando. No existe una fuerza gravitacional neta sobre nada en el universo, ya que en la relatividad general la gravedad no es una fuerza. En cambio, toda la materia del universo sigue caminos geodésicos determinados mediante la resolución de las ecuaciones. Las soluciones nos dicen que todo se aparta a pesar de que el universo infinito es homogéneo.

Todo se reduce a las condiciones iniciales. El Big Bang hizo que todo comenzara a separarse y, por lo tanto, continúan haciéndolo. Es un error común pensar que el Big Bang sucedió en un momento determinado. Este no es el caso. Ocurrió en todas partes. No hay un solo punto al que puedas rastrear toda la materia del universo si corres el tiempo hacia atrás.

Por cierto, nadie cree que el Big Crunch sea una predicción razonable del futuro de los universos. Actualmente, no está respaldado por las observaciones. Incluso si lo fuera, no se requiere que exista un centro del Universo para que ocurra. Un Big Crunch NO es donde todo el material del Universo se mueve a un solo punto. Lo que es es que la densidad del universo llega al infinito, pero todavía puede haber una distancia infinita (o incluso finita) entre puntos en el universo infinitamente denso.

No discutiría con la teoría general de la relatividad. Aquí estás considerando el universo como infinito. Tantas cosas son posibles bajo el universo infinito. Si el universo es infinito, nadie se atrevería a decir que hay un centro en el universo. Pero, ¿cómo puede alguien estar tan seguro de que el universo es infinito? y no finito ?. ¿Existe alguna evidencia práctica sólida de que el universo es infinito? Universo infinito también significaría energía infinita que está más allá de mi alcance. Por favor explique.

Estás diciendo que el Big Bang sucedió en todas partes. Cómo puede ser esto ?
¿Puede darme una breve explicación o dirigirme a algún enlace? Nunca oí hablar de esto..

Estás diciendo que bajo una gran contracción, la densidad del universo llega al infinito.
Sabemos que no hay nada más alto que el infinito. ¿Cómo se pueden medir distancias en un universo infinitamente denso? Por favor explique. Densidad infinita significa volumen cero. ¿Cómo se pueden medir distancias en volumen cero? ¿Estás hablando de dimensiones extra?


¿Dónde está el centro del universo?

En un episodio anterior insinuamos que cada lugar está en el centro del Universo. ¿Pero por qué? Resulta que, de todas las formas en que lo mires, estás parado en el centro de todo. Y todos los demás también.

Terminamos un episodio anterior con cómo el centro del Universo está en todas partes, y luego pasamos rápidamente a "Gracias por mirar" sin proporcionar más detalles que un guiño y un asentimiento.

Buenas noticias, aquí vienen tus datos. Primero, imagina el Universo en expansión en tu mente. Es posible que se esté imaginando una pelota inflada empujándose en todas direcciones. Quizás estés viendo una especie de calabaza celestial gigante en expansión. Desafortunadamente, esa idea es incorrecta. Pero no se sienta mal, nuestras partes de carne pensantes simplemente no están hechas para hacer este tipo de cosas.

La región del espacio que podemos ver es el Universo observable. Cuando miramos en cualquier dirección, estamos viendo la luz que dejó las estrellas hace millones e incluso miles de millones de años. Cuando llegas al marcador de millas de 13.800 millones de años luz, estás viendo la luz que se emitió poco después del Big Bang, cuando el Universo se enfrió hasta el punto en que se volvió transparente. Entonces, el Universo observable es una esfera a tu alrededor, es relativo a tu posición.

Mi Universo observable es una esfera a mi alrededor, en relación con mi posición. Entonces, si estoy a 10 metros de ti, puedo ver un poco más en el Universo en esa dirección. Si miras hacia atrás, estás viendo el Universo observable un poco más en esa dirección.

Imagina que estás parado en una habitación oscura sosteniendo una vela. Puedes ver una esfera a tu alrededor. Estás en el centro de tu espacio observable. Y si estoy en una ubicación diferente, tendré una esfera observable diferente. Por eso decimos que todos están en el centro de su propio Universo observable personal.

Esto tiene indicios de pedantería y es un poco insatisfactorio, así que profundicemos un poco más. ¿Dónde está el centro real del Universo, independientemente de quién lo esté observando? Nuestro Universo puede ser finito o puede ser infinito. Los astrónomos no lo saben con certeza. Sus cálculos más precisos dicen que el Universo observable tiene 93 mil millones de años luz de diámetro.

Representación de la línea de tiempo del universo durante 13,7 mil millones de años y la expansión en el universo que siguió. Crédito: Equipo científico de NASA / WMAP.

¿Recuerda esa luz del Big Bang que tardó 13,8 mil millones de años luz en llegar a usted? Bueno, la expansión del Universo ha empujado esa región a más de 46 mil millones de años luz de distancia. Mire lo más que pueda a la derecha y lo más que pueda a la izquierda. Esos dos puntos están actualmente a 93 mil millones de años luz de distancia entre sí. Así que no podemos ver qué tan grande es realmente el Universo. Debe ser más grande que 93 mil millones de años luz. Todo lo que está fuera de esa región simplemente no podemos ver ... todavía. Puede ser infinito.

Si el Universo es infinito, entonces hay una cantidad infinita de espacio en esa dirección y una cantidad infinita de espacio en esa dirección y en esa dirección. Y estamos de vuelta donde empezamos, literalmente. Una vez más, estás en el centro del Universo. Y yo también.

Pero, ¿y si el Universo es finito? Ahí es donde se vuelve complicado. Imagine el Universo observable como una pequeña esfera dentro del Universo real mucho más grande. Tal vez tenga 100 mil millones de años luz de diámetro, o tal vez un billón o un cuatrillón. Sea cual sea el tamaño, no es infinito. Ahora pensarías que hay un centro, ¿verdad?

Bueno, los astrónomos piensan que la topología de un Universo finito indica que si viajas en cualquier dirección el tiempo suficiente, volverás a tu punto de partida. En otras palabras, si pudieras mirar lo suficientemente lejos en cualquier dirección, verías la parte de atrás de tu cabeza.

Imagina el universo como una esfera & # 8211 Esfera celeste avanzada (Proyecto Wolfram). Crédito: Jim Arlow

Hicimos un episodio completo sobre esto, y es posible que desee verlo. Y realmente querrás ver la explicación detallada de Zogg the Aliens. Como analogía, considere una hormiga en la superficie de una esfera. Si la hormiga elige caminar en cualquier dirección, volverá a su punto de partida. Tome ese concepto y escale una dimensión. ¿No te lo imaginas? No hay problema. Como dije, nuestros cerebros no están equipados ni experimentados. Y, sin embargo, esa dimensión extra parece ser la naturaleza del Universo. Independientemente de la dirección en la que viaje, si le toma la misma cantidad de tiempo regresar a su punto de partida. Bueno ... ¿estás en el centro del Universo?

¿Ver? No importa cómo lo pienses y lo analices, estás en el centro de todo. Y yo también. ¿Qué piensas? ¿Es el Universo finito o infinito? Cuéntanos por qué en los comentarios a continuación.


El cristianismo y el centro del universo

No hace mucho, alguien me preguntó si había visto el documental, El Dios que no estaba & # 8217t allí (2005), que explora el & # 8220Mito de Jesús & # 8221 y el cristianismo en general. It’s been out for several years, and despite the fact that it’s viewable for free on YouTube, I haven’t bothered to watch it, because it looks like an uninspired retread of common challenges to the Christian faith that tend to be very weak. However, from what I can tell, it does perpetuate one historical distortion that is worth refuting. From a partial transcript on IMDb, TGWWT puts forth the idea that it was primarily Christians who were wrong about the Earth-centered universe:

Narrator: The Earth revolves around the Sun. But it wasn’t always that way. The Sun used to revolve around the Earth. It was like that for hundreds of years, until it was discovered to be otherwise, and even for a few hundred years after that. But, ultimately, after much kicking and screaming, the Earth did, in fact, begin to revolve around the Sun. Christianity was wrong about the solar system. What if it’s wrong about something else, too? This movie’s about what happened when I went looking for Jesus.

Or, more likely, what happened when he went looking for anything pero Jesus, but never mind. The problem with this statement is that it implies only Christians were wrong about the solar system, when the truth is that just about everyone was wrong about the solar system at one time or another. So why single out Christians? Without having seen the movie, I am fairly confident of the answer (hint: look at who appears in the movie). Unfortunately, the notion that the medieval Church was scientifically ignorant and held back scientific progress is a fairly easy misconception to perpetuate, because people who believe it are usually already eager to believe misconceptions about Christianity and/or they do not know enough to evaluate its validity.

I made a point to cover geocentric theory in my astronomy 101 courses, so let’s explore what my college freshmen students knew about this subject that TGWWT‘s writer/director Brian Flemming apparently did not (or did not want usted to know about).

The geocentric model of the solar system, which places the Earth at the center of the universe, is an idea that is found in nearly every ancient culture. In Western Civilization, the idea is usually attributed to the ancient Greek philosopher Aristotle (384 BC – 322 BC), and was later systematized by the Alexandrian astronomer Claudius Ptolemaeus (aka Ptolemy,

64 AD – 165 AD). The geocentric model persisted for more than 1,700 years, and while medieval interpretation of biblical scripture seemed to loosely support the idea, its formulation had nothing to do with Christianity.

To understand why the geocentric model persisted for so long, I want you to place yourself, just for a moment, in the ancient world where there is no such thing as telescopes, astronauts, or satellites. Your only notion of the Earth’s place in the universe is based on what your human senses tell you about the apparent motions of the heavens. You notice that the Sun and Moon make daily journeys across the sky from east to west, and that the stars at night travel in the same daily east-west direction. The familiar constellations also seem to drift across the sky over the course of weeks and months. To your human senses, it appears that the Earth is stationary and that objects in the heavens move about it in very predictable cycles. Armed only with these observations, it is entirely reasonable to assume that the Earth is at the center of the universe.

We owe a tremendous debt of gratitude to the Greeks, who were the first to seek natural explanations for the phenomena they observed. This reliance on natural explanations heralded the birth of science. But what is science? It is actually a difficult concept to define. Most of us understand science to be the search for knowledge, but knowledge can be acquired by other means. The scientific method works by making observations and asking questions in a very systematic way. One observes a phenomenon in nature (say, the motions of the heavens) and posits an educated guess about the nature of the phenomenon (everything in the heavens orbits the Earth, which is stationary). This educated guess is referred to as an hypothesis. The hypothesis then makes a prediction (where objects in the sky will appear on a certain date), and one carries out tests or observations to determine how well the hypothesis performs. If the hypothesis fails the test or cannot account for new observations, then it must be revised or abandoned in favor of a new hypothesis.

One such test of the geocentric model came in the form of retrograde motions of the planets. The Greeks observed that a handful of objects in the heavens moved in a way that was different from the other objects. For one thing, their positions were not fixed like the stars, but appeared to wander over a period of months. (The word “planet” comes from the Greek word for wanderer.) This retrograde motion, or apparent looping back of the planet’s path in the sky, is now understood in the context of the Sun-centered (heliocentric) model, but in ancient times it represented a significant challenge to the geocentric model. This challenge was resolved by placing each of the planets in a smaller orbit, called an epicycle, upon its larger orbit about the Earth. This was a key feature of the model put forth by Ptolemy, which is referred to as the Ptolemaic model.

The Ptolemaic model persisted for almost two millenia, because, clunky as it was, it made accurate predictions about the motions of the planets. Moreover, several key objections to the heliocentric model were unresolved. Centuries before Ptolemy, the Greek astronomer Aristarchus (310 BC –

230 BC) proposed a Sun-centered solar system, but was ridiculed by his peers for it. First, the idea that the Earth was moving was counterintuitive, because of the apparent motions of the heavens. But the most significant objection was that stellar parallax was not observed. This is the apparent shifting of position of closer stars relative to more distant background stars, which must occur if the Earth is moving around the Sun. As this was not observed, it was reasonable for Aristarchus’ fellow Greeks to reject his idea.

Fast-forward almost two millennia to Nicolaus Copernicus (1473 – 1543 AD), who was a true Renaissance man. In addition to being an astronomer, he was also a physician, scholar, cleric, and military leader. Like Aristarchus before him, Copernicus went against popular sentiment and proposed a heliocentric system. There is evidence that Copernicus knew he was recycling Aristarchus’ ancient model, but his genius was in recognizing its potential as a much more elegant and compelling model than the geocentric model. It is true that Copernicus’ book stirred some controversy within the Church, but contrary to popular belief, the Church was not monolithically opposed to, but rather divided on, the subject of heliocentrism. Secular scientists at the time likewise held to the Aristotelian school of thought, and mostly rejected Copernicus’ ideas. There was good reason for this, as the major objections to the heliocentric model had not yet been overcome. In particular, since Copernicus used circular orbits for the planets, instead of what we now know to be elliptical orbits, the predictions of the Copernican model were less accurate than those of the Ptolemaic model. Heliocentrists also had to contend with the lack of observed stellar parallax, and there were still more objections based on Aristotelian notions about nature. For instance, long before Newton developed his laws of motion, Aristotle held that all objects naturally come to rest, which meant that if the Earth was moving it would leave airborne objects (birds, clouds, etc.) behind. It was not until Galileo anticipated Newton’s first law (objects in motion tend to stay in motion) with simple experiments and made some key observations with his telescope—among them, that the stars are too far away to observe parallax 1 —that these objections were overcome and the Copernican Revolution was solidified.

It is important to understand that there was as much objection to the Copernican model from secular scientists as from the Church. Perhaps more. (For instance, it was supposedly a secular rival who reported Galileo to the Inquisition, illustrating that scientific enterprise has always been a little cut-throat.) The objections of the Church were only partially founded on Christian doctrine, which was based at that time on interpretation of scripture that was consistent with the Aristotelian school of thought. There is, in fact, nothing in scripture that dictates an Earth-centered system. The politics of the time also complicated things, with the Catholic Church struggling to come to grips with the tremendous effects of the Reformation. The most influential figure of the Reformation, Martin Luther, strongly objected to the ideas of the “upstart astrologer” Copernicus, and the Catholic Church was anxious to stay abreast with Protestantism on such an important issue. It is also important to understand that Copernicus was eventually shown to be incorrect in his placement of the Sun at the center of the universe we now understand that there is no ‘center’ to the universe, an idea that is difficult to accept for many people.

What can we conclude from all of this? We can conclude that the most important factor preventing wide-spread acceptance of the heliocentric model was simple human nature. As clever as we sometimes are, we are constrained by limited perspective and emotion. Limited perspective prevented scientists from perceiving the stellar parallax that was predicted by the heliocentric model. Human emotion means cherished ideas often have a powerful hold on people, especially when it comes to accepted ideas that have served mankind well for many centuries. Put these two constraints together and you have the very non-linear progression from old ideas to new ideas that is evident throughout human history.

Having not seen TGWWT, I can only surmise from the partial transcript that either Flemming knows very little about scientific history, classical thought, and theology, or he is being deliberately disingenuous to make Christians look bad. Which is unfortunate, because, with just a few changes to the quote from the transcript, I think we could have turned his movie into a much more interesting narrative on the fallibility of human reason:

Narrator: The Earth revolves around the Sun. But it wasn’t always that way. The Sun used to revolve around the Earth. It was like that for hundreds of years, until it was discovered to be otherwise, and even for a few hundred years after that. But, ultimately, after much kicking and screaming, the Earth did, in fact, begin to revolve around the Sun. Mankind was wrong about the solar system, but eventually figured it out. What is it today that we don’t yet understand that will be obvious to mankind hundreds of years from now? Let’s speculate…

[1] With the advent of larger and more sophisticated telescopes, stellar parallax was indeed observed.


What's The Largest Galaxy In The Universe?

The SDSS view in the infrared - with APOGEE - of the Milky Way galaxy as viewed towards the center.

Our Milky Way contains some 400 billion stars, spanning 100,000 light years in diameter.

Galaxies come in a variety of types and sizes. While the Milky Way may be impressive from our . [+] location within it, it barely registers at all on a list of the largest galaxies.

Yet compared to other galaxies, it's not even especially large.

The Andromeda Galaxy resides in our local group, and is perhaps twice as large in diameter as our . [+] Milky Way.

In our own local group, the Andromeda galaxy is significantly larger, reaching 220,000 light years across.

Severely disrupted galaxies, like NGC 6872, can extend for many times farther than a quiet galaxy . [+] that hasn't had a major gravitational interaction.

Interacting spiral galaxies can have their arms greatly extended and disrupted, with NGC 6872 spanning 522,000 light years from tip-to-tip.

The galaxy Malin 1 is one of the largest spiral galaxies ever discovered, at 650,000 light years . [+] (199 kpc) in diameter.

Ultra-low surface brightness galaxies can see their stars extend even farther, with Malin 1 reaching 650,000 light years across.

The low-surface-brightness galaxy UGC 2885 is also severely gravitationally disrupted, making it . [+] arguably the largest known spiral galaxy.

Kitt Peak / Zagursky & McGaugh, 2008

Unsurprisingly, a disrupted low surface brightness galaxy, UGC 2885, is the largest spiral known at 832,000 light years.

The galaxy NGC 262, at the image's center (and in detail, inset), is only about the size of the . [+] Milky Way, but its hydrogen halo extends more than 10 times as far, as shown in blue in the main image.

NRAO/AUI, with the VLA (main) SDSS (inset)

Hydrogen gas and dark matter halos can continue beyond the stars, like in NGC 262, extending over 1,000,000 light years.

The giant elliptical near the center of the Coma Cluster, NGC 4874, is typical of the largest, . [+] brightest galaxies found at the centers of the most massive galaxy clusters.

But the largest and most massive galaxies aren't spirals, but supergiant ellipticals, like NGC 4874 in the Coma Cluster.

The two bright, large galaxies at the center of the Coma Cluster, NGC 4889 (left) and the slightly . [+] smaller NGC 4874 (right), each exceed a million light years in size.

Adam Block/Mount Lemmon SkyCenter/University of Arizona

Coma has two enormous core ellipticals, with the even larger NGC 4889 reaching 1.3 million light years in diameter.

The brightest cluster galaxy of the Phoenix cluster, shown at left from the South Pole Telescope and . [+] at right from Blanco/MOSAIC-II optical/infrared imagery, is one of the largest galaxies of all, still rapidly forming stars at hundreds of times the rate of our own Milky Way.

R. Williamson et al., Astrophysical Journal 738(2):139 · August 2011

Even larger ones reside inside more massive galaxy clusters, like the brightest galaxy in the Phoenix cluster, at 2.2 million light years.

The giant galaxy cluster, Abell 2029, houses galaxy IC 1101 at its core. At 5.5 million light years . [+] across, over 100 trillion stars and the mass of nearly a quadrillion suns, it's the largest known galaxy of all.

Digitized Sky Survey 2, NASA

Still, IC 1101 beats them all, extending for 5.5 million light years.

Early, intense star forming galaxies, like the Baby Boom galaxy shown in green/red here and imaged . [+] in the infrared, can form up to 4,000 new Sun-like stars every year. This behavior, from more than 12 billion years ago, can lead to the largest galaxies of all by present times.

NASA/JPL-Caltech/P. Capak (Spitzer Science Center)

Periodic star formation, mergers, and gravitational growth over time inevitably lead to these cosmic behemoths.

Mostly Mute Monday tells the scientific story of an astronomical object, class or phenomenon in visuals, images and no more than 200 words.


Astronomers agree: Universe is nearly 14 billion years old

From an observatory high above Chile’s Atacama Desert, astronomers have taken a new look at the oldest light in the universe.

Their observations, plus a bit of cosmic geometry, suggest that the universe is 13.77 billion years old – give or take 40 million years. A Cornell researcher co-authored one of two papers about the findings, which add a fresh twist to an ongoing debate in the astrophysics community.

The new estimate, using data gathered at the National Science Foundation’s Atacama Cosmology Telescope (ACT), matches the one provided by the standard model of the universe, as well as measurements of the same light made by the European Space Agency’s Planck satellite, which measured remnants of the Big Bang from 2009 to ’13.

The research was published Dec. 30 in the Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

The lead author of “The Atacama Cosmology Telescope: A Measurement of the Cosmic Microwave Background Power Spectra at 98 and 150 GHz” is Steve Choi, NSF Astronomy and Astrophysics Postdoctoral Fellow at the Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science, in the College of Arts and Sciences.

In 2019, a research team measuring the movements of galaxies calculated that the universe is hundreds of millions of years younger than the Planck team predicted. That discrepancy suggested a new model for the universe might be needed and sparked concerns that one of the sets of measurements might be incorrect.

“Now we’ve come up with an answer where Planck and ACT agree,” said Simone Aiola, a researcher at the Flatiron Institute’s Center for Computational Astrophysics and first author of one of two papers. “It speaks to the fact that these difficult measurements are reliable.”

Linda B. Glaser is the news and media relations manager for the College of Arts and Sciences


Where is the center of the universe?

We can easily pinpoint the center of a circle or the center of a cube. With the ability to mark the center of objects and places, you may often wonder, “Where is the center of our universe?” Unlike pinpointing the center of geometric shapes, there isn’t exactly a center of the universe to pinpoint. Let’s try to understand why there is no center of the universe.

Scientists explain the that universe began with a the Big Bang. During this cosmic event, space itself began to expand outward. While you might think that there is a single point where this expansion happened, the expansion of space actually happened everywhere. Everything moved and is moving away from everything else, instead of everything moving away from a single point or object in space.

Many scientists like to use a balloon as an example. Imagine that you draw lots of dots on a deflated balloon. The dots represent galaxies. Once you blow the balloon up, the dots begin to mover further and further away from each other. Now, if you asked one dot if they were the center of the universe, they would say yes. However, if you asked another dot, they would also say they are the center of the universe. However, we know that the dots are just small specks on the large balloon, and they are not the center.

The expansion of galaxies is not like an explosion, where you can trace the source of the explosion to once object or cause at the center. Instead, the universe expands everywhere, meaning every object will think other objects are moving away from it during expansion.

The real answer to this question is that there is no center of the universe. The universe does not expand from a single, fixed point, nor does it sit around a single point. Instead, it is more like a balloon that is being blown up bigger and bigger, which makes galaxies and objects constantly move further apart. Therefore, if you are searching for the center of the universe, then you will unfortunately not find it.


Is there a hole in the universe?

In August 2007, scientists from the University of Minnesota published an astonishing finding in the Astrophysical Journal. The universe, they declared, had a hole in it -- a hole far bigg­er than anything scientists have ever seen or expected. This "hole" spans almost one billion light years and is six to 10 billion light years from Earth, in the Eridanus constellation [source: Daily Tech]. (For reference, one light year measures about six trillion miles.)

Space Dust Image Gallery

What makes this vast area of the universe a hole? The area shows almost no signs of cosmic matter, meaning no stars, planets, solar systems or clouds of cosmic dust. Researchers couldn't even find materia oscura, which is invisible but measurable by its gravitational pull. There were also no signs of black holes that might have gobbled up the matter once present in the region.

­T­he hole was initially detected by a NASA program studying the spread of radiation emitted from the Big Bang, which scientists believe spawned our universe. It was then further examined using information gleaned from the Very Large Array (VLA) telescope, used in the NRAO VLA Sky Survey Project to study large sections of the visible sky.

­One researcher described the find as "not normal," going against computer simulations and past studies [source: Yahoo News]. Other such holes, also known as voids, have been found before, but this find is by far the largest. Other voids amount to around 1/1000th the size of this one, while scientists once observed a void as close as two million light years away -- practically down the street in cosmic terms [source: CNN.com].

Astronomer Brent Tully told the Associated Press that galactic voids in all likelihood develop because regions of space with high mass pull matter from less massive areas [source: CNN.com]. Over billions of years, a region can lose most of its mass to a massive neighbor. In the case of this giant void, further studies may reveal some matter in the region, but it would still be far less than what is found in "normal" parts of space.

Earlier we said that the void was first discovered through a NASA program examining radiation stemming from the Big Bang. On the next page, we'll take a closer look at that program and how scientists can look far back into the universe's history -- almost to its beginnings -- in order to make discoveries like this one.

Dark Energy and Mapping the Universe

­O­n June 30, 2001, NASA launched the Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), a satellite that has since been used to map fondo cósmico de microondas (CMB) radiation. CMB radiation is billions of years old, a byproduct of the Big Bang that scientists detect in the form of radio waves. CMB radiation yields insights into the early history of the universe, showing what it looked like when it was as young as a few hundred thousand years old. And by examining the spread of CMB radiation, scientists can find out how the universe has developed since the Big Bang and how it will continue to develop -- or even end.

Until the giant galactic void was further studied by the University of Minnesota researchers, it was known as the "WMAP Cold Spot" because NASA scientists measured colder temperatures in the region than in surrounding areas. The temperature difference only amounted to a few millionths of a degree, but that was enough to indicate something was much different about that section of space.

­In­ order to understand why galactic voids show up as cooler, it's important to consider the role of dark energy. Como materia oscura, dark energy is prevalent throughout the known universe. But in an area lacking dark energy, photons (originating from the Big Bang) pick up energy from objects as they approach them. As they move away, the gravitational force of those objects takes that energy back. The result is no net change in energy.

An area where dark energy is present works differently. When photons pass through space containing dark energy, the dark energy gives the photons energy. Consequently areas with a lot of photons and dark energy show up on scans as more energetic and hotter. Photons lose some of their energy if they pass through a galactic void lacking in dark energy. Those areas in turn emit cooler radiation. A giant void where little matter or dark energy is present, like the WMAP Cold Spot, causes significant drops in radiation temperature.

Both dark matter and dark energy remain rather mysterious to scientists. Much scientific research is underway to examine these substances and their roles in various cosmic processes. Dark energy may be even less understood than dark matter, but scientists do know that dark energy serves an important role in accelerating the universe's growth, especially in recent cosmological history. We also know that photons passing through dark energy allow for the kind of energy changes that produce varying temperatures that are in turn represented in the CMB map. Examining these temperature fluctuations allows scientists to learn how the universe is growing and developing. And considering that dark energy is the most common type of energy in the universe, it should continue to occupy a prominent role in cosmological research for years to come.

For more information about voids, dark energy and related topics, please check out the links on the next page.


Mushballs and a Great Blue Spot: What Lies Beneath Jupiter’s Pretty Clouds

NASA’s Juno probe is beginning an extended mission that may not have been possible if it hadn’t experienced engine trouble when it first arrived at the giant planet.

Jupiter and its southern hemisphere, captured by NASA’s Juno spacecraft in February 2019. Credit. NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS/Kevin M. Gill

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For something that was to have been done and thrown away three years ago, NASA’s Juno spacecraft has a busy schedule ahead exploring Jupiter and its big moons.

The spacecraft entered orbit around Jupiter on July 4, 2016, and has survived bombardment from intense radiation at the largest of the solar system’s planets. It is now finishing its primary mission, but NASA has granted it a four-year extension and 42 more orbits. Last week, it zipped past Ganymede, Jupiter’s largest moon.

“Basically, we designed and built an armored tank,” said Scott J. Bolton of the Southwest Research Institute in San Antonio, who is the mission’s principal investigator. “And it’s worked.”

Jupiter is essentially a big ball of mostly hydrogen, but it has turned out to be a pretty complicated ball. The mission’s discoveries include lightning higher up than thought possible, rings of stable storms at the north and south poles, and winds extending so deep into the interior that they might push around the planet’s magnetic fields.

“I think this has been a revelation,” said David J. Stevenson, a professor of planetary science at the California Institute of Technology and a co-investigator on the mission.

Juno’s highly elliptical path, pitched up at almost a 90-degree angle to the orbits of Jupiter’s moons, passes over the planet’s north and south poles. On each orbit, Juno swoops in, reaching a top speed of 130,000 miles per hour as it passes within a few thousand miles of Jupiter’s clouds.

An early problem with the propulsion system led mission managers to forego an engine firing that would have shortened the orbit to 14 days from 53 days. The mission’s scientists had to be more patient but that has become a blessing.

In the original timeline, Juno would have completed its work by early 2018. With the spacecraft’s more languid trajectories, researchers will get to watch changes in and around Jupiter that they might have missed had the mission wrapped up sooner.

The additional orbits of the extended mission will also enable further investigations of the mysteries that Juno has revealed, like the rings of storms at the north and south poles — eight storms around the north pole, five around the south pole.

At one point, it looked as if a sixth storm was entering the group at the south pole, but then it was pushed away.

“It’s like five bullies on the playground, right?” said Candice J. Hansen-Koharcheck, a scientist at the Planetary Science Institute in Tucson, Ariz., who is responsible for the operation of the spacecraft’s primary camera, JunoCam. “Oh, no, you cannot join our game.”

Why do the storms, which last for years and are all about 2,500 miles in diameter, appear to remain constant in number?

Two storms would easily fit in a polar region without disrupting each other, said Yohai Kaspi, a professor of earth and planetary sciences at the Weizmann Institute of Science in Israel and a co-investigator on the mission. “But if you had 100, then that would be too close, and they wouldn’t be stable,” he said. “There is this magic number that can make them fit.”

The atmospheric patterns in the top half of Jupiter differ from those of the bottom half. “We tested a little bit with different dynamics of the north and the south,” he said, in order to understand why the two poles have different numbers of storms.

Scientists will get a closer look at the eight storms at the top of Jupiter in the coming years. Jupiter’s immense gravity is tugging on Juno’s orbit so that the spacecraft’s closest approaches — what the scientists call perijoves — no longer occur over the equator but are migrating northward. By the end of the extended mission, the perijove of the orbit will occur at a latitude that is the equivalent of where St. Petersburg, Russia, lies on Earth.

Those orbits will also provide closer observations of the perplexing lightning high in the atmosphere.

The colorful, swirling stripes of Jupiter are just the tops of the highest clouds, which are made of frozen ammonia crystals coated with soot. But Jupiter’s water clouds — where lightning observed by earlier spacecraft appeared to originate — are 30 to 40 miles deeper than the cloud tops. Within the water clouds, lightning probably occurs much as in thunderstorms on Earth, fueled by the collision of water droplets with ice crystals that build up electrical charge.

But the dim, never-before-detected flashes that Juno spotted were higher up in the atmosphere, where temperatures, about minus-125 degrees Fahrenheit, are far too cold for water to remain a liquid.

When she first saw the flashes, the reaction of Heidi N. Becker, a scientist at NASA’s Jet Propulsion Laboratory in California who is the lead for Juno’s radiation monitoring research, was “Uh oh, what’s wrong?”

The key to unraveling this mystery was ammonia in the atmosphere, which acted as an antifreeze.

“Jupiter has incredibly violent storms that can fling up water ice particles from below at 100, 200 miles per hour and get to these very high altitudes,” Dr. Becker said.

High up, the water ice crystals mix with the ammonia vapors and melt. The water-ammonia droplets then collide with additional ice crystals flung up from below, building electrical charge to generate lightning.

Seemingly paradoxically, the ammonia is also key to explaining why there is so little ammonia in the same swaths of the atmosphere where the lightning occurs. Scientists had expected that beneath the ammonia ice clouds, the churning winds of Jupiter would mix the ammonia gas evenly throughout the atmosphere.

“But this is not what’s happening,” said Tristan Guillot, director of research at the Côte d’Azur Observatory in France and a co-investigator on the mission. “We have regions down to 200 kilometers below or perhaps more, that contain much less ammonia than other regions.”

That appears to be caused by downpours of mushballs — viscous, sticky conglomerations the size of baseballs.

Scientists realized that the ammonia-water droplets do not remain as small droplets. Instead, they continue to grow until they are too heavy to remain suspended in the air. “Like big hailstones on Earth,” Dr. Stevenson said.

The raining mushballs, scientists believe, carry much of the ammonia to the deeper reaches of Jupiter’s atmosphere.

The mission has furthered understanding of the Great Red Spot, showing that the iconic giant storm, which has persisted for centuries, extends more than 200 miles deep into Jupiter’s atmosphere, and it has led to the discovery of a new region scientists call the Great Blue Spot.

It is not actually blue the name is an artifact of the color scheme used in mapping Jupiter’s magnetic field. Indeed, photographs yield no visible hints of the Great Blue Spot. The dark blue region in the magnetic map just indicates a confluence of invisible magnetic field lines entering Jupiter at that point — almost a second south pole sticking out near the equator.

Kimberly M. Moore, a postdoctoral researcher at Caltech, compared Juno’s magnetic measurements with observations by earlier spacecraft to see how magnetic fields in the Great Blue Spot have changed over the decades.

It appears that the center of the Great Blue Spot is being blown to the west by one jet of winds while eastward winds are shearing the top and bottom sections of the spot in the opposite direction.

That would suggest that the winds of Jupiter extend far below the cloud tops, down to regions where pressures and temperatures are high enough to turn hydrogen into an electrical conductor. Electrical currents generate magnetic fields.

The strength of the magnetic fields within the Great Blue Spot is changing by as much as one percent per year — growing stronger in some places, weakening in others. By the end of the extended mission in 2025, Dr. Moore will have almost a decade of data to test her hypothesis, which foresees changes of up to 10 percent during that time. “That’s what our model predicts, and we want to test it,” she said.

The scientists are likely to come across new mysteries too. The Great Blue Spot is at about the same latitude as the Great Red Spot. Are the two related or separate phenomena?

“The fact that they travel at different speeds suggests that maybe they’re unlikely to be related,” Dr. Moore said. “But maybe there is some sort of causal mechanism. It is all just one fluid planet, after all.”

During the extended mission, Juno will also fly by three of Jupiter’s large moons.

Last week, Juno provided scientists with the first close-up look in more than 20 years of Ganymede, the largest of Jupiter’s moons. At more than 3,200 miles wide, Ganymede is larger than the planet Mercury, and it is the only moon known to generate its own magnetic field.

Dr. Hansen-Koharcheck will be comparing pictures of Ganymede taken by Juno with older images. Parts of the surface are marked by grooves often seen on icy moons. Although there is still an ocean of liquid water beneath the moon’s icy crust, the ice is thought to be more than 60 miles thick, and Ganymede’s grooves most likely formed a few billion years ago when the surface was warmer and more bendable, Dr. Hansen-Koharcheck said.

“It’s highly unlikely that the groove terrain now is in communication with that water mantle,” she said. “However, if we were to find it, I would also be jumping up and down screaming.”



Comentarios:

  1. Kazragal

    que entretenido mensaje

  2. Iakovos

    ¡frio! Pero esperaré la calidad.

  3. Nihal

    Pido disculpas, pero, en mi opinión, hay otra forma de decidir una pregunta.

  4. Tylor

    Esto - es saludable!

  5. Ulvelaik

    El mensaje autoritario :), cognitivo ...

  6. Seabrook

    me parece que no tienes razon



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