En cosmología física , el principio copernicano establece que los humanos, en la Tierra o en el Sistema Solar , no son observadores privilegiados del universo . [1] Llamado así por el heliocentrismo copernicano , es una suposición de trabajo que surge de una extensión cosmológica modificada del argumento de Copérnico de una Tierra en movimiento. [2]
Origen e implicaciones
Hermann Bondi nombró al principio en honor a Copérnico a mediados del siglo XX, aunque el principio en sí se remonta al cambio de paradigma del siglo XVI al XVII que se aleja del sistema ptolemaico , que colocó a la Tierra en el centro del universo . Copérnico propuso que el movimiento de los planetas podría explicarse por referencia a la suposición de que el Sol está ubicado en el centro y estacionario, en contraste con la creencia entonces sostenida actualmente de que la Tierra era central . Argumentó que el aparente movimiento retrógrado de los planetas es una ilusión causada por el movimiento de la Tierra alrededor del Sol , que el modelo copernicano colocó en el centro del universo. El propio Copérnico estaba motivado principalmente por la insatisfacción técnica con el sistema anterior y no por el apoyo a ningún principio de mediocridad. [3] De hecho, aunque el modelo heliocéntrico copernicano se describe a menudo como "degradar" a la Tierra de su papel central que tenía en el modelo geocéntrico ptolemaico, fueron los sucesores de Copérnico, en particular Giordano Bruno del siglo XVI , quienes adoptaron esta nueva perspectiva. La posición central de la Tierra se había interpretado como "las partes más bajas y sucias". En cambio, como dijo Galileo, la Tierra es parte de la "danza de las estrellas" en lugar del "sumidero donde se acumula la suciedad y la efímera del universo". [4] [5] A finales del siglo XX, Carl Sagan preguntó: "¿Quiénes somos? Descubrimos que vivimos en un planeta insignificante de una estrella monótona perdida en una galaxia escondida en algún rincón olvidado de un universo en el que hay muchas más galaxias que personas ". [6]
En cosmología, si uno asume el principio copernicano y observa que el universo parece isótropo o igual en todas las direcciones desde el punto de vista de la Tierra, entonces se puede inferir que el universo es generalmente homogéneo o el mismo en todas partes (en un momento dado) y también es isotrópico sobre cualquier punto dado. Estas dos condiciones forman el principio cosmológico . [7] En la práctica, los astrónomos observan que el universo tiene estructuras heterogéneas o no uniformes hasta la escala de supercúmulos galácticos , filamentos y grandes vacíos . Se vuelve cada vez más homogéneo e isotrópico cuando se observa en escalas cada vez mayores, con poca estructura detectable en escalas de más de unos 200 millones de parsecs . Sin embargo, en escalas comparables al radio del universo observable, vemos cambios sistemáticos con la distancia a la Tierra. Por ejemplo, las galaxias contienen más estrellas jóvenes y están menos agrupadas, y los cuásares parecen más numerosos. Si bien esto podría sugerir que la Tierra está en el centro del universo, el principio copernicano requiere que lo interpretemos como evidencia de la evolución del universo con el tiempo: esta luz distante ha tardado la mayor parte de la edad del universo en llegar a la Tierra y muestra el universo cuando era joven. La luz más distante de todas, la radiación de fondo de microondas cósmica , es isótropa al menos una parte en mil.
La cosmología matemática moderna se basa en la suposición de que el principio cosmológico es casi, pero no exactamente, cierto en las escalas más grandes. El principio copernicano representa el supuesto filosófico irreductible necesario para justificar esto, cuando se combina con las observaciones.
Michael Rowan-Robinson enfatiza el principio copernicano como la prueba de umbral para el pensamiento moderno, afirmando que: "Es evidente que en la era poscopernicana de la historia humana, ninguna persona racional y bien informada puede imaginar que la Tierra ocupa una posición única En el universo." [7]
Bondi y Thomas Gold utilizaron el principio copernicano para defender el principio cosmológico perfecto que sostiene que el universo también es homogéneo en el tiempo y es la base de la cosmología del estado estacionario . [8] Sin embargo, esto entra en fuerte conflicto con la evidencia de la evolución cosmológica mencionada anteriormente: el universo ha progresado desde condiciones extremadamente diferentes en el Big Bang y continuará avanzando hacia condiciones extremadamente diferentes, particularmente bajo la creciente influencia de la energía oscura , aparentemente hacia Big Freeze o Big Rip .
Desde la década de 1990 el término se ha utilizado (intercambiable con "el método de Copérnico") de J. Richard Gott 's bayesiano inferencia predicción basada en la duración de los eventos en curso, una versión generalizada del argumento día del juicio final . [ aclaración necesaria ]
Pruebas del principio
El principio copernicano nunca ha sido probado, y en el sentido más general no puede probarse, pero está implícito en muchas teorías modernas de la física. Los modelos cosmológicos se derivan a menudo con referencia al principio cosmológico , un poco más general que el principio copernicano, y muchas pruebas de estos modelos pueden considerarse pruebas del principio copernicano. [9]
Histórico
Antes de que se acuñara el término principio copernicano, se demostró repetidamente que la Tierra no tenía ninguna ubicación especial en el universo. La Revolución Copernicana destronó a la Tierra a uno de los muchos planetas que orbitan alrededor del Sol. Halley mencionó el movimiento adecuado . William Herschel descubrió que el Sistema Solar se mueve a través del espacio dentro de nuestra galaxia Vía Láctea en forma de disco . Edwin Hubble demostró que la Vía Láctea es solo una de las muchas galaxias del universo. El examen de la posición y el movimiento de la galaxia en el universo condujo a la teoría del Big Bang y a toda la cosmología moderna .
Pruebas modernas
Las pruebas recientes y planificadas relevantes para los principios cosmológicos y copernicanos incluyen:
- deriva temporal de los corrimientos al rojo cosmológicos; [10]
- modelar el potencial gravitacional local utilizando la reflexión de fotones de fondo cósmico de microondas (CMB); [11]
- la dependencia del corrimiento al rojo de la luminosidad de las supernovas ; [12]
- el efecto cinético Sunyaev-Zel'dovich en relación con la energía oscura; [13]
- fondo de neutrinos cósmicos ; [14]
- el efecto Sachs-Wolfe integrado [15]
- probar la isotropía y la homogeneidad del CMB; [16] [17] [18] [19] [20]
Física sin el principio
El modelo estándar de cosmología, el modelo Lambda-CDM , asume el principio copernicano y el principio cosmológico más general . Las observaciones del modelo Lambda-CDM son en gran medida consistentes, pero quedan problemas sin resolver . Algunos cosmólogos y físicos teóricos han creado modelos sin los principios cosmológicos o copernicanos para restringir los valores de los resultados de la observación, para abordar problemas conocidos específicos y para proponer pruebas para distinguir entre los modelos actuales y otros modelos posibles.
Un ejemplo destacado en este contexto es el universo acelerado observado y la constante cosmológica . En lugar de utilizar la idea aceptada actualmente de la energía oscura , este modelo propone que el universo es mucho más heterogéneo de lo que se supone actualmente y, en cambio, estamos en un vacío extremadamente grande de baja densidad. [21] Para igualar las observaciones tendríamos que estar muy cerca del centro de este vacío, contradiciendo inmediatamente el principio copernicano.
Ver también
- Tiempo y espacio absolutos
- Principio antrópico
- Eje del mal (cosmología)
- Burbuja Hubble (astronomía)
- Principio de mediocridad
- Chovinismo de partículas
- Simetría P
- Hipótesis de tierras raras
- El principio (película de 2014)
- Principio cosmológico
Referencias
- ^ Pavo real, John A. (1998). Física cosmológica . Prensa de la Universidad de Cambridge . pag. 66 . ISBN 978-0-521-42270-3.
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