Espacios vacíos

Vacíos , vacíos cósmicos [ 1] [2] , también vacíos ( ing.  void  - " vacío "): vastas áreas entre los filamentos galácticos , en las que las galaxias y los cúmulos están ausentes o casi ausentes . Los vacíos suelen tener dimensiones del orden de 10-100 Mpc . La densidad media de materia en ellos es menos de una décima parte de lo que es típico para el Universo observable .

Los vacíos espaciales fueron descubiertos por primera vez en 1978 por Stephan Gregory y Layard A. Thompson en el Observatorio Nacional de Kitt Peak [3] .

Descubrimiento

Los vacíos cósmicos (vacíos) se convirtieron en un objeto de estudio en astrofísica a mediados de la década de 1970, cuando los estudios astronómicos que miden el corrimiento al rojo se hicieron más populares y permitieron que dos grupos independientes de astrofísicos en 1978 reconocieran supercúmulos y vacíos en la distribución espacial de las galaxias. [4] [5] Los nuevos estudios agregaron "profundidad" a los mapas 2D de las estructuras cósmicas, lo que permitió que comenzaran los primeros mapas 3D del universo observable . En estos sondeos se calcularon las distancias a las galaxias a partir de sus valores de corrimiento al rojo debido a la expansión del Universo .

Cronología

• 1961 - La atención de la comunidad astronómica es atraída por elementos estructurales a gran escala, como los "cúmulos de segundo orden" ( del inglés  second-order clusters ), uno de los tipos de supercúmulos [6] .
• 1978 - Se publican los dos primeros artículos sobre vacíos en una estructura a gran escala, que hablan de vacíos encontrados frente al cúmulo Coma de Verónica [4] [5] .
• 1981 - Se descubre un gran vacío en la constelación de Bootes [7] [8] .
• 1983 - Las simulaciones computacionales, lo suficientemente complejas como para dar un resultado relativamente confiable de los cálculos para la evolución de la estructura a gran escala, se hicieron posibles y dieron una idea de las principales características de la distribución a gran escala de las galaxias [9] [ 10] .
• 1985 — Estudio de elementos estructurales a gran escala en el área del supercúmulo Perseus-Piscis (incluidos los vacíos) [11] .
• 1989 - El Centro de Astrofísica Redshift Survey mostró qué estructuras prevalecen en el universo observable a gran escala [12] .
• 1991 - El Redshift Survey de Las Campanas confirmó la alta prevalencia de vacíos en la estructura a gran escala [13] .
• 1995 Las comparaciones de estudios de galaxias muestran que se encuentran vacíos independientemente de la selección del área [14] .
• 2001 - Field Galaxy Redshift Survey agregó una gran cantidad de nuevas entradas al catálogo vacío [15] .
• 2009: los datos del Sloan Digital Sky Survey , combinados con los datos de importantes estudios anteriores, proporcionaron la vista más completa de la estructura detallada de los vacíos [16] [17] [18] .

Características observadas

Los vacíos espaciales son una de las formaciones más grandes de la naturaleza y ocupan la mayor parte del espacio del Universo [19] . La principal característica de estas estructuras es que la densidad de la materia visible en los vacíos es mucho menor que su densidad media en el Universo [1] . Al ser los elementos principales de una estructura a gran escala , los vacíos están delimitados por filamentos galácticos [20] .

El tamaño promedio de tales vacíos alcanza los 40 megaparsecs (≈ 130 millones de años luz ), sin embargo, en el Universo hay vacíos más grandes: supervoids ( supervoids en inglés  ), cuyo diámetro promedio es de 100 Mpc [21] . Uno de los supervacíos más grandes descubiertos es el Vacío Gigante con un diámetro de 300-400 Mpc [22] .

En los vacíos puede haber " energía oscura " y nubes protogalácticas . Además, según datos publicados en 2014, astrónomos de la Universidad de Pensilvania encontraron pequeñas distorsiones en las direcciones de propagación de la luz en los vacíos, presumiblemente creados por la materia oscura . Para ello se utilizaron datos del Sloan Digital Sky Survey para 40 millones de galaxias y 20 mil vacíos [23] .

Formación

De acuerdo con los conceptos modernos, en las primeras etapas de la expansión del Universo , la materia se distribuía de manera casi perfectamente uniforme [2] . En la fase de inflación , las fluctuaciones cuánticas pequeñas y aleatorias de los campos crecieron rápidamente [24] . Condujeron a falta de homogeneidad en la densidad de la materia, que más tarde se desarrolló debido a la inestabilidad gravitacional [25] . El crecimiento no lineal de las perturbaciones provocó una compresión predominante de la materia a lo largo de una de las direcciones [26] , por lo que la materia se concentró en cáusticos , que luego se cruzaron y se convirtieron en filamentos. En consecuencia, los lugares con una densidad de materia muy baja se convirtieron en vacíos. Como resultado, la estructura observable del Universo se formó conservando la homogeneidad y la isotropía a gran escala .

Se confirmó la posibilidad de formar una red de filamentos y vacíos según el escenario descrito anteriormente, pero solo si se tiene en cuenta la fuerte influencia de la materia oscura [2] . Por lo tanto, se cree que las faltas de homogeneidad de la densidad de la materia oscura jugaron un papel clave en el proceso [26] . Sin su distribución desigual, las perturbaciones en desarrollo de la densidad de la materia visible no podrían crecer tanto como para formar la imagen observable del Universo [2] .

Véase también

• Súper vacío en la constelación de Eridanus
• KBC nulo
• vacío gigante
• vacío local
• Hubble Bubble
• metagalaxia

Notas

1. ↑ 1 2 Elyiv A. A. , Karachentsev I. D. , Karachentseva V. E. , Melnik O. V. , Makarov D. I. Estructuras de baja densidad en el universo local. II. Cerrar vacíos espaciales  // Boletín Astrofísico. - Observatorio Astrofísico Especial de la Academia Rusa de Ciencias , 2013. - T. 68 , No. 1 . - S. 1 . — ISSN 1990-3391 . -arXiv : 1302.2369 . _
2. ↑ 1 2 3 4 Estructura a gran escala del Universo | Enciclopedia alrededor del mundo
3. ↑ Roger A. Freedman, William J. Kaufmann. universo: estrellas y galaxias . - Nueva York: W. H. Freeman and Company, 2001. - 600 p. - ISBN 978-0-7167-4646-1 .
4. ↑ 12 Gregorio , SA; LA Thompson. El supercúmulo Coma/A1367 y sus alrededores  //  The Astrophysical Journal . - Ediciones IOP , 1978. - Vol. 222 . — Pág. 784 . — ISSN 0004-637X . -doi : 10.1086/ 156198 . - .
5. ↑ 1 2 Jõeveer, M.; Einasto, J. La estructura a gran escala del universo  (inglés) / MS Longair; J. Einasto. - Dordrecht: Reidel, 1978. - Pág. 241.
6. ↑ Abell, George O. Evidencia sobre el agrupamiento de galaxias de segundo orden y las interacciones entre cúmulos de galaxias  //  The Astronomical Journal  : revista. - Ediciones IOP , 1961. - Vol. 66 . — Pág. 607 . — ISSN 0004-6256 . -doi : 10.1086/ 108472 . - .
7. ↑ Kirshner, R.P.; Oemler, A., Jr.; Schechter, PL; Shectman, SA Un millón de megaparsecs cúbicos vacíos en Bootes  //  The Astrophysical Journal . - Ediciones IOP , 1981. - Vol. 248 . — P.L57 . — ISSN 0004-637X . -doi : 10.1086/ 183623 . - .
8. ↑ Kirshner, Robert P.; Oemler, Augusto, Jr.; Schechter, Paul L.; Shectman, Stephen A. Un estudio del vacío de Bootes  //  The Astrophysical Journal . - Ediciones IOP , 1987. - Vol. 314 . — Pág. 493 . — ISSN 0004-637X . -doi : 10.1086/ 165080 . - .
9. ↑ Merlott, A.L. Velocidades de agrupamiento en la imagen adiabática de la formación de galaxias  // Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society  : revista  . - Oxford University Press , 1983. - Noviembre ( vol. 205 , no. 3 ). - Pág. 637-641 . — ISSN 0035-8711 . -doi : 10.1093 / mnras/205.3.637 . - .
10. ↑ Franco, CS; SM Blanco; M. Davis. Evolución no lineal de la estructura a gran escala en el universo  //  The Astrophysical Journal  : revista. - Ediciones IOP , 1983. - Vol. 271 . - Pág. 417 . — ISSN 0004-637X . -doi : 10.1086/ 161209 . - .
11. ↑ Giovanelli, R.; diputado Haynes. Un sondeo de 21 CM del supercúmulo Pisces-Perseus. I - La zona de declinación +27,5 a +33,5 grados  (inglés)  // The Astronomical Journal  : journal. - Ediciones IOP , 1985. - Vol. 90 . — Pág. 2445 . — ISSN 0004-6256 . -doi : 10.1086/ 113949 . - .
12. ↑ Geller, MJ; JP Huchra. Mapping the Universe  (Inglés)  // Ciencia. - 1989. - vol. 246 , núm. 4932 . - Pág. 897-903 . — ISSN 0036-8075 . -doi : 10.1126 / ciencia.246.4932.897 . - . —PMID 17812575 .
13. ↑ Kirshner, 1991, Cosmología física, 2, 595.
14. ↑ Pescador, Karl; Huchra, John; Strauss, Michael; Davis, Marc; Yahil, Amós; Schlegel, David. La encuesta IRAS 1.2 Jy: Redshift Data  //  The Astrophysical Journal . - Ediciones IOP , 1995. - Vol. 100 _ — Pág. 69 . -doi : 10.1086/ 192208 . - . -arXiv : astro - ph/9502101 .
15. ↑ Colless, Mateo; Dalton, GB; Maddox, SJ; Sutherland, WJ; Norberg, P.; Cole, S.; Bland-Hawthorn, J.; Puentes, TJ; Cannon, RD; Collins, California; sofá j, w.; Cruz, NGJ; Deeley, K.; De Propris, R.; Conductor, S.P.; Efstathiou, G.; Ellis, RS; Frank, CS; Glazebrook, K.; Jackson, California; Lahav, O.; Lewis, IJ; Lumsden, S.L.; Madgwick, DS; pavo real, JA; Peterson, BA; Precio, IA; Marítimo, M.; Taylor, K. The 2dF Galaxy Redshift Survey: Spectra and redshifts  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : revista  . - Prensa de la Universidad de Oxford , 2001. - Vol. 328 , núm. 4 . - P. 1039-1063 . doi : 10.1046 / j.1365-8711.2001.04902.x . - . -arXiv : astro - ph/0106498 .
16. ↑ Abazajian, K.; para el Sloan Digital Sky Survey; Agüeros, Marcel A.; Allam, Sahar S.; Prieto, Carlos Allende; An, Deokkeun; Anderson, Kurt SJ; Anderson, Scott F.; Annis, James; Bahcall, Neta A.; Bailer-Jones, CAL; Barentine, JC; Bassett, Bruce A.; Becker, Andrew C.; Cervezas, Timothy C.; Campana, Eric F.; Belokúrov, Vasily; Berlind, Andreas A.; Berman, Eileen F.; Bernardi, Mariangela; Bickerton, Steven J.; Bizyaev, Dmitry; Blakeslee, John P.; Blanton, Michael R.; Bochanski, John J.; Boroski, William N.; Brewington, Howard J.; Brinchmann, Jarle; Brinkman, J.; Brunner, Robert J. La séptima publicación de datos del Sloan Digital Sky Survey  //  The Astrophysical Journal  : revista. - Ediciones IOP , 2009. - Vol. 182 , núm. 2 . - Pág. 543-558 . -doi : 10.1088 / 0067-0049/182/2/543 . - . -arXiv : 0812.0649 . _
17. ↑ Thompson, Laird A. & Gregory, Stephen A. (2011), An Historical View: The Discovery of Voids in the Galaxy Distribution, arΧiv : 1109.1268 [physics.hist-ph]. 
18. ↑ Mao, Qingqing; Berlind, Andreas A.; Scherrer, Robert J.; Neyrinck, Mark C.; Scoccimarro, Román; Tinker, Jeremy L.; McBride, Cameron K.; Schneider, Donald P.; Pan, Kaike. Un catálogo de Cosmic Void de SDSS DR12 BOSS Galaxies  //  The Astrophysical Journal  : journal. - Ediciones IOP , 2017. - Vol. 835 , núm. 2 . — Pág. 161 . — ISSN 0004-637X . -doi : 10.3847 / 1538-4357/835/2/161 . - . -arXiv : 1602.02771 . _
19. ↑ van de Weygaert, Rien & Platen, Erwin (2009), Cosmic Voids: estructura, dinámica y galaxias, arΧiv : 0912.2997 [astro-ph]. 
20. ↑ Platina, Erwin; van de Weygaert, Rien & JT Jones, Bernard (2007), Alignments of Voids in the Cosmic Web, arΧiv : 0711.2480 [astro-ph]. 
21. ↑ Lindner, Ulrich; Einasto, Jaan; Einasto, Maret; Freudling, Wolfram; Fricke, Klaus & Tago, Erik (1995), The Structure of Supervoids -- I: Void Hierarchy in the Northern Local Supervoid, arΧiv : astro-ph/9503044 . 
22. ↑ Kopylov AI; Kopylova, FG" (2002) "Búsqueda de transmisión de movimiento de cúmulos de galaxias alrededor del vacío gigante" (PDF) Astronomía y astrofísica , v.382, p.389-396 doi : 10.1051/ 0004-6361:20011500
23. ↑ Lenta.ru: Ciencia y tecnología: Ciencia: Los astrónomos han descubierto materia en vacíos
24. ↑ Elementos - noticias científicas: el experimento BICEP2 confirma la predicción más importante de la teoría de la inflación cósmica
25. ↑ Lukash V. N. , Mikheeva E. V. Fundamentos de la cosmología física  // Notas científicas de la Universidad de Kazan . Serie Ciencias Físicas y Matemáticas. - Institución Educativa Autónoma de Educación Superior del Estado Federal "Universidad Federal de Kazan (Región del Volga) ", 2011. - T. 153 , No. 3 . - S. 1 . — ISSN 2541-7746 .
26. ↑ 1 2 Astronet - Formación de la estructura a gran escala del Universo

Enlaces

•  La formación de estructuras en el universo
• S. Gregory, L. Thompson El mundo de las galaxias: supercúmulos y vacíos en la estructura a gran escala del Universo
• U. Lindner; J. Einasto; M. Einasto; W. Freudling; K. Fricke; E. Tago. La estructura de los supervacíos. I. Jerarquía de vacíos en el supervacío local del norte  // Astronomía y astrofísica  : revista  . - 1995. - vol. 301 . — Pág. 329 . - . -arXiv : astro - ph/9503044 .
• Granett, BR; Neyrinck, MC; Szapudi, I. Una huella de superestructuras en el fondo de microondas debido al efecto Sachs-Wolfe integrado  //  The Astrophysical Journal  : journal. - Ediciones IOP , 2008. - Vol. 683 , núm. 2 . - P.L99-L102 . -doi : 10.1086/ 591670 . - . -arXiv : 0805.3695 . _

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