Figura 1. El mapa del cielo de fondo cósmico de microondas (CMB) producido por el satélite Planck. El rojo representa regiones ligeramente más cálidas, y regiones azules ligeramente más frías. El punto frío se muestra en el recuadro, con coordenadas en los ejes xey, y la diferencia de temperatura en millonésimas de grado en la escala de la parte inferior. Crédito:ESA y Universidad de Durham
Es poco probable que un supervacío explique un 'punto frío' en el fondo cósmico de microondas, según los resultados de una nueva encuesta, dejando espacio para explicaciones exóticas como una colisión entre universos. Los investigadores, dirigido por la estudiante de posgrado Ruari Mackenzie y el profesor Tom Shanks en el Centro de Astronomía Extragaláctica de la Universidad de Durham, publicar sus resultados en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .
El fondo cósmico de microondas (CMB), una reliquia del Big Bang, cubre todo el cielo. A una temperatura de 2,73 grados por encima del cero absoluto (o -270,43 grados Celsius), el CMB tiene algunas anomalías, incluido el punto frío. Esta característica, aproximadamente 0,00015 grados más frío que sus alrededores, se afirmó anteriormente que fue causado por un gran vacío, miles de millones de años luz de diámetro, conteniendo relativamente pocas galaxias.
La expansión acelerada del universo hace que los vacíos dejen sutiles desplazamientos al rojo en la luz a medida que pasa a través del efecto Sachs-Wolfe integrado. En el caso del CMB, esto se observa como impresiones frías. Se propuso que un vacío de primer plano muy grande podría, en parte, imprimen el CMB Cold Spot que ha sido una fuente de tensión en los modelos de cosmología estándar.
Previamente, la mayoría de las búsquedas de un supervacío conectado con el Punto Frío tienen distancias estimadas a las galaxias usando sus colores. Con la expansión del universo, las galaxias más distantes tienen su luz desplazada a longitudes de onda más largas, un efecto conocido como corrimiento al rojo cosmológico.
Cuanto más distante está la galaxia, cuanto mayor sea su corrimiento al rojo observado. Midiendo los colores de las galaxias, sus corrimientos al rojo, y así sus distancias, se puede estimar. Sin embargo, estas mediciones tienen un alto grado de incertidumbre.
En su nuevo trabajo, El equipo de Durham presentó los resultados de una encuesta exhaustiva de los corrimientos al rojo de 7, 000 galaxias, cosechó 300 a la vez utilizando un espectrógrafo desplegado en el Telescopio Anglo-Australiano. A partir de este conjunto de datos de mayor fidelidad, Mackenzie y Shanks no ven evidencia de un supervacío capaz de explicar el Punto Frío dentro de la teoría estándar.
Figura 2. La distribución de galaxias en 3-D en el primer plano del CMB Cold Spot, donde cada punto es un cúmulo de galaxias. La distribución de galaxias en el Punto Frío (puntos negros, a la derecha) se compara con el mismo en un área sin fondo Frío (puntos rojos, a la izquierda). El número y tamaño de las regiones de baja densidad de galaxias en ambas áreas son similares, lo que dificulta explicar la existencia del CMB Cold Spot por la presencia de "vacíos". Crédito:Universidad de Durham
En cambio, los investigadores encontraron que la región del punto frío, antes ahora se pensaba que estaba subpoblado de galaxias, se divide en huecos más pequeños, Rodeado de cúmulos de galaxias. Esta estructura de 'pompas de jabón' es muy parecida al resto del universo, ilustrado en la Figura 2 por la similitud visual entre las distribuciones de galaxias en el área del Punto Frío y un campo de control en otra parte.
Mackenzie comentó:"Los vacíos que hemos detectado no pueden explicar el punto frío bajo la cosmología estándar. Existe la posibilidad de que se proponga algún modelo no estándar para vincular los dos en el futuro, pero nuestros datos imponen fuertes restricciones a cualquier intento de hacer eso". . "
Si realmente no hay supervacío que pueda explicar el punto frío, Las simulaciones del modelo estándar del universo dan probabilidades de 1 en 50 de que el Punto Frío surgió por casualidad.
Shanks agregó:"Esto significa que no podemos descartar por completo que el Spot sea causado por una fluctuación poco probable explicada por el modelo estándar. Pero si esa no es la respuesta, luego hay explicaciones más exóticas.
“Quizás el más emocionante de ellos es que el Punto Frío fue causado por una colisión entre nuestro universo y otro universo burbuja. Si más lejos, más detallado, El análisis de los datos de CMB demuestra que este es el caso, entonces el Punto Frío podría tomarse como la primera evidencia del multiverso, y pueden existir miles de millones de otros universos como el nuestro ".
Por el momento, todo lo que se puede decir es que la falta de un supervacío para explicar el Punto Frío ha inclinado la balanza hacia estas explicaciones más inusuales, ideas que deberán probarse más a fondo mediante observaciones más detalladas del CMB.
