Usuari:Mcapdevila/Estructura a gran escala de l'Univers

A cosmologia física, el terme estructura a gran escala fa a la caracterització de les distribucions observables de matèria i llum a les grans escales (típicament de l'ordre de milers de milions de anys llum). Les expedicions d'observació del cel i el mapeig de diverses bandes de longitud d'ona de radiació electromagnètica (en particular les emissions de 21 cm) han proporcionat molta informació sobre el contingut i el caràcter de l'estructura del Univers. L'organització de l'estructura sembla seguir un model jeràrquic amb l'organització en l'escala superior d'supercúmul si filaments. Per sobre d'això, sembla que no hi ha cap estructura continuada, un fenomen que ha estat conegut com el Final de la Grandesa.

Caracterització d'estructures

L'organització d'estructures es podria dir que comença a nivell estel·lar, tot i que molts cosmòlegs rarament aborden la astrofísica en aquesta escala. Les estrelles s'organitzen en galàxia s, les quals formen cúmuls i supercúmul s que estan separats per l'immens buit. Fins 1989, s'assumia normalment que els cúmuls galàctics virializados eren les grans estructures en l'existència i que es distribuïen més o menys uniformement a través de l'Univers en cada direcció. No obstant això, basats en dades de expedicions de desplaçament cap al vermell, el 1989 Margaret Geller i John Huchra van descobrir la "Gran Muralla", un conjunt de galàxies a més de 500 milions de anys llum de distància i de 200 milions d'anys d'ample, però només 15 milions d'anys llum de profunditat. L'existència d'aquesta estructura va escapar de ser advertida durant massa temps perquè requereix la localització de la posició de galàxies en tres dimensions, que involucra combinar informació de localització sobre galàxies amb informació de distància de l'desplaçament cap al vermell.

L'abril de 2003, es va descobrir una altra estructura a gran escala, la Gran Muralla de Sloan. No obstant això, tècnicament no és una 'estructura', ja que els objectes en ella no estan gravitacionalment relacionats els uns amb els altres però només semblen d'aquesta manera, causats per les mesures de distància que va ser utilitzat. Un dels grans buits de l'espai és el buit de Capricorn, amb un diàmetre estimat de 230 milions d'anys llum.^[2] No obstant això, l'agost de 2007 es va confirmar l'existència d'un nou supervacío en la constel Eridanus, que està a gairebé mil milions d'anys.^[3] Originalment, havia estat descobert a 2004 i va ser conegut com a Lloc Fred de l'WMAP.

En estudis més recents l'Univers sembla un recull de buits gegants similars a bombolles separats per fulles i filaments de galàxies en el qual el supercúmul s'assembla a nodes ocasionals relativament densos.

Astrocartografía del nostre veïnat

Al centre del supercúmul de Hydra hi ha una anomalia gravitatòria, coneguda com el Gran Atractor, que afecta el moviment de les galàxies en una regió de centenars de milions d'anys llum. Totes aquestes galàxies estan desplaçades cap al vermell, d'acord amb la Llei de Hubble, indicant que estan allunyant-se de nosaltres i les unes amb les altres, però les variacions en el seu desplaçament a vermell són suficients per revelar l'existència d'una concentració de massa equivalent a desenes de milers de galàxies. El Gran Atractor, descobert el 1986, es troba a una distància d'entre 150 milions i 250 milions d'anys llum (250 milions és l'estimació més recent), en la direcció de les constel de Hydra i Centaurus. En el seu veïnat hi ha una preponderància de grans galàxies antigues, moltes de les quals estan col·lisionant amb els seus veïns i/o ràdio grans quantitats d'ones de ràdio.

Observacions

Un altre indicador de l'estructura a gran escala és el 'bosc alfa de Lyman'. Això és una col lecció de línies d'absorció que apareixen a les línies espectrals de la llum dels quasar s, que són interpretats com a indicadors de l'existència de grans fulles primes de gas intergalàctic (principalment hidrogen). Aquestes fulles semblen estar associades amb la formació de noves galàxies.

Es necessita alguna precaució a l'hora de descriure estructures a una escala còsmica perquè les coses no sempre són com semblen ser. La curvatura de llum per gravitació (lents gravitacionals) pot donar com a resultat imatges que semblen originar-se en una adreça diferent de la seva font real. Això és causat per objectes de fons (com galàxies) corbant l'espai al voltant de si mateixes (com es prediu en la relativitat general), desviant raigs de llum que passen a prop. És força útil, les lents gravitacionals fortes de vegades poden amplificar les galàxies distants, fent-les més fàcils de detectar. Les lents febles (toses gravitacionalment) per la intervenció de l'Univers en general també canvia subtilment l'estructura a gran escala observada. En 2004, les mesures d'aquest subtil esquilat el mostren com una considerable promesa com una prova dels models cosmològics.

L'estructura a gran escala de l'Univers també sembla diferent si només s'utilitza el desplaçament cap al vermell per mesurar distàncies a galàxies. Per exemple, les galàxies darrere d'un cúmul galàctic seran atretes cap a ell i cauran en ell i així seran lleugerament desplaçades al blau (comparat amb com serien si no hi hagués un cúmul), al costat proper, les coses estarien lleugerament desplaçades al vermell. Així, l'entorn del cúmul semblaria una mica aixafat si s'utilitzés el desplaçament cap al vermell per mesurar distància. Un efecte oposat passa ja en les galàxies dins d'un cúmul: les galàxies tenen algun moviment aleatori al voltant del centre del cúmul i quan aquests moviments aleatoris són convertits en desplaçaments al vermell, el cúmul semblarà allargat. Això crea el que és conegut com un dit de Déu : la il·lusió d'una llarga cadena de galàxies apuntant des de la Terra.

Modelització

Hi ha molts treballs en cosmologia física que intenten modelitzar l'estructura a gran escala de l'Univers. Utilitzant el model de Big-bang i suposant el tipus de matèria que forma l'Univers, es pot predir la distribució de matèria i per comparació amb les observacions anar cap enrere per suportar o refutar certes teories cosmològiques. Actualment, les observacions indiquen que gran part de l'Univers ha d'estar compost de matèria fosca freda. Els models que assumeixen la matèria fosca calenta o la matèria fosca bariònica no s'ajusten prou bé a les observacions. Les irregularitats en la radiació de fons de microones i el gran desplaçament cap al vermell de les supernova s proporcionen punts de vista alternatius per a restringir els mateixos models i hi ha un consens creixent que aquestes observacions conjuntes estan aportant la prova que vivim en un Univers en acceleració.