El teorema de Ehlers-Geren-Sachs , publicado en 1968 por Jürgen Ehlers , P. Geren y Rainer K. Sachs , muestra que si, en un universo dado, todos los observadores en caída libre miden la radiación cósmica de fondo para tener exactamente las mismas propiedades en todos direcciones (es decir, miden que la radiación de fondo es isotrópica), entonces ese universo es un espacio-tiempo FLRW isotrópico y homogéneo , si se usa una imagen cinética y el término de colisión desaparece, es decir, en el caso llamado Vlasov o si existe es un llamado balance detallado. Este resultado fue ampliado posteriormente al caso completo de Boltzmann por R. Treciokas y GFR Ellis. [1]
Usando el hecho de que, medido desde la Tierra , el fondo cósmico de microondas es de hecho altamente isotrópico (la temperatura que caracteriza a esta radiación térmica varía solo en una décima de milésima de kelvin con la dirección de las observaciones) y asumiendo que la Tierra no ocupa la Tierra una posición cósmica privilegiada, esto constituye la evidencia disponible más fuerte de la homogeneidad e isotropía de nuestro propio universo y, por lo tanto, de la base de los modelos cosmológicos estándar actuales. Estrictamente hablando, esta conclusión tiene un defecto potencial. Si bien el teorema de Ehlers-Geren-Sachs se refiere solo a mediciones exactamente isotrópicas, se sabe que la radiación de fondo tiene pequeñas irregularidades. Esto fue abordado por una generalización publicada en 1995 por WR Stoeger, Roy Maartens y George Ellis , que muestra que un resultado análogo es válido para los observadores que miden una radiación de fondo casi isotrópica y pueden inferir con justicia que viven en un universo casi FLRW. [2] Sin embargo, el artículo de Stoeger et al. supone que las derivadas de los multipolares de temperatura de fondo cósmico están delimitadas en términos de los propios multipolares. Las derivadas de los multipolos no son directamente accesibles para nosotros y requerirían observaciones en intervalos de tiempo y espacio en escalas cosmológicas. En 1999, John Wainwright, MJ Hancock y Claes Uggla muestran un contraejemplo en el caso fluido perfecto no inclinado. [3] Por lo tanto, una temperatura de microondas cósmica casi isótropa no implica un universo casi isótropo. [4] Utilizando los métodos de Wainwright et al. Ho Lee y Ernesto Nungesser pudieron demostrar que también se pueden aplicar a Vlasov, [5] que era el modelo de materia original del teorema de EGS.
Referencias
- ↑ Treciokas, R .; Ellis, GFR (1 de marzo de 1971). "Soluciones isotrópicas de las ecuaciones de Einstein-Boltzmann". Comunicaciones en Física Matemática . 23 (1): 1–22. Código bibliográfico : 1971CMaPh..23 .... 1T . doi : 10.1007 / BF01877593 . ISSN 0010-3616 .
- ^ Véanse las págs. 351 y siguientes. en Hawking, Stephen W .; Ellis, George FR (1973), La estructura a gran escala del espacio-tiempo , Cambridge University Press, ISBN 978-0-521-09906-6. El trabajo original es Ehlers, J., Geren, P., Sachs, RK: Soluciones isotrópicas de las ecuaciones de Einstein-Liouville. J. Math. Phys. 9, 1344 (1968). Para la generalización, consulte Stoeger, WR; Maartens, R; Ellis, George (2007), "Demostración de la casi homogeneidad del universo: un teorema de casi Ehlers-Geren-Sachs", Astrophys. J. , 39 : 1–5, Bibcode : 1995ApJ ... 443 .... 1S , doi : 10.1086 / 175496.
- ^ Wainwright, J .; Hancock, MJ; Uggla, C. (1 de agosto de 1999). "Auto-semejanza asintótica que se rompe en épocas tardías de la cosmología". Gravedad clásica y cuántica . 16 (8): 2577-2598. arXiv : gr-qc / 9812010 . Código Bibliográfico : 1999CQGra..16.2577W . doi : 10.1088 / 0264-9381 / 16/8/302 . ISSN 0264-9381 .
- ^ Nilsson, Estados Unidos; Uggla, C .; Wainwright, J .; Lim, WC (1999). "Una temperatura de microondas cósmica casi isotrópica no implica un universo casi isotrópico" . Las cartas de la revista astrofísica . 522 (1): L1. arXiv : astro-ph / 9904252 . Código Bibliográfico : 1999ApJ ... 522L ... 1N . doi : 10.1086 / 312209 . ISSN 1538-4357 .
- ^ Lee, Ho; Nungesser, Ernesto (24 de abril de 2018). "Ruptura de la auto-semejanza de soluciones cosmológicas con materia sin colisiones". Annales Henri Poincaré . 19 (7): 2137. arXiv : 1701.07900 . Código bibliográfico : 2018AnHP ... 19.2137L . doi : 10.1007 / s00023-018-0678-2 . ISSN 1424-0637 .