Artículo publicado por Natalie Wolchover el 22 de agosto de 2012 en SPACE.com
Las estrellas se apiñan en galaxias, las
galaxias se unen para formar cúmulos, y los cúmulos se agolpan en
supercúmulos. Los astrónomos que estudian los volúmenes cada vez mayores
del cosmos han quedado sorprendidos una y otra vez al descubrir la
acumulación de materia a escalas cada vez mayores.
Esta distribución de materia, como si fuesen matrioskas, les
ha llevado a preguntarse si el universo es un fractal: un objeto
matemático que tiene el mismo aspecto en cualquier escala, ya te
acerques o te alejes. Si el patrón fractal continúa sin importar lo
lejos que vayas, esto tendría profundas implicaciones para la
comprensión del universo por parte de los científicos. Pero ahora, un
nuevo estudio astronómico refuta esta idea.
Fractal © by paul mccoubrie
El universo tiene apariencia fractal a muchas escalas de distancia, pero en cierto punto, la forma matemática colapsa. Ya no hay más matrioskas – es decir, cúmulos de materia que contengan menores cúmulos de materia – mayores de 350 millones de años luz.
El hallazgo procede de Morag Scrimgeour del International Centre for Radio Astronomy Research
(ICRAR) en la Universidad de Australia Occidental en Perth, y sus
colegas. Usando el Telescopio Anglo-Australiano, los investigadores
fijaron la posición de 200 000 galaxias que llenan un volumen de 3000
millones de años luz de lado. El estudio, conocido como WiggleZ Dark Energy Survey, estudió la estructura del universo a unas escalas mayores que ningún otro estudio anterior.
Los investigadores encontraron que la
materia se distribuye de forma extremadamente equitativa por el universo
en escalas de distancia extremadamente grandes, con pocas señales de
patrones fractales.
Scrimgeour explica el proceso que llevó a
esta conclusión. “Colocamos esferas imaginarias alrededor de galaxias
en el [estudio WiggleZ] y contamos el número de galaxias en cada
esfera”, explica. “Queríamos comparar esto con una distribución
homogénea aleatoria” — una en la que las galaxias están dispersas
equitativamente por el espacio —”por lo que generamos una distribución
aleatoria de puntos y contamos el número de galaxias aleatorias dentro
de las esferas con el mismo tamaño”.
Los investigadores compararon entonces
el número de galaxias de WiggleZ dentro de las esferas con el número de
galaxias aleatorias dentro de esferas similares. Cuando las esferas
contenían pequeños volúmenes de espacio, las galaxias de WiggleZ estaban
mucho más agrupadas dentro de ellas respecto a las galaxias aleatorias.
“Pero conforme se agrandaban las esferas, esta proporción tendía a 1,
lo que significa que contamos el mismo número de galaxias en Wigglez que
en galaxias aleatorias”, comenta Scrimgeour.
Y esto significa que la materia se
distribuye de forma homogénea por el universo en grandes escalas de
distancia y, por tanto, que el universo no es un fractal.
Si tuviese forma fractal, “implicaría
que toda nuestra descripción del universo podría ser incorrecta”, apunta
Scrimgeour. De acuerdo con la historia aceptada del universo, no hay
suficiente tiempo desde el Big Bang, hace 13 700 millones de años, para
que la gravedad genere unas estructuras tan grandes.
Además, la suposición de que la materia
está distribuida homogéneamente a lo largo del universo ha permitido a
los cosmólogos modelar el universo usando la teoría general de la
relatividad de Einstein, que relaciona la geometría del espacio-tiempo
con la dispersión uniforme de materia en su interior.
Así pues, ambas suposiciones están a salvo.
El artículo que detalla los hallazgos aparecerá en un futuro ejemplar de la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Journal.
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