Las distorsiones del espacio de corrimiento al rojo son un efecto en la cosmología de observación donde la distribución espacial de las galaxias aparece aplastada y distorsionada cuando sus posiciones se trazan como una función de su corrimiento al rojo más que como una función de su distancia. El efecto se debe a las velocidades peculiares de las galaxias que provocan un desplazamiento Doppler además del desplazamiento al rojo provocado por la expansión cosmológica .
Las distorsiones del espacio de desplazamiento al rojo (RSD) se manifiestan de dos formas particulares. El efecto Dedos de Dios es donde la distribución de las galaxias se alarga en el espacio de desplazamiento al rojo, con un eje de alargamiento apuntando hacia el observador. [1] Es causada por un desplazamiento Doppler asociado con las velocidades peculiares aleatorias de las galaxias unidas en estructuras tales como cúmulos. Las grandes velocidades que conducen a este efecto se asocian con la gravedad del cúmulo mediante el teorema del virial ; cambian los corrimientos al rojo observados de las galaxias en el cúmulo. La desviación de la relación de la ley de Hubble entre la distancia y el corrimiento al rojo se altera, y esto conduce a mediciones de distancia inexactas.
Un efecto estrechamente relacionado es el efecto Kaiser, en el que la distorsión es causada por los movimientos coherentes de las galaxias a medida que caen hacia el centro del cúmulo cuando el cúmulo se ensambla. [2] Dependiendo de la dinámica particular de la situación, el efecto Kaiser generalmente no conduce a un alargamiento, sino a un aparente aplanamiento ("panqueques de Dios"), de la estructura. Es un efecto mucho menor que los dedos de Dios y se puede distinguir por el hecho de que ocurre en escalas mayores.
Los efectos anteriores son consecuencia de la relatividad especial y se han observado en datos reales. Hay efectos adicionales que surgen de la relatividad general. Una es la distorsión por desplazamiento al rojo gravitacional, que surge del desplazamiento al rojo gravitacional neto , o desplazamiento al azul, que se adquiere cuando el fotón sale del pozo potencial gravitacional de la galaxia distante y luego cae en el pozo potencial de la galaxia Vía Láctea. [3] Este efecto hará que las galaxias con un potencial gravitacional más alto que la Tierra aparezcan un poco más cerca, y las galaxias con un potencial más bajo aparecerán más lejos.
Los otros efectos de la relatividad general sobre las estadísticas de agrupamiento se observan cuando la luz de una galaxia de fondo pasa cerca oa través de una galaxia o grupo más cercano. Estos dos efectos son el efecto Sachs-Wolfe integrado (ISW) y la lente gravitacional . [4] En ISW, cuando un fotón pasa a través de un área baja de potencial gravitacional, está protegido de la expansión cosmológica del espacio, lo que hace que la galaxia de fondo parezca más cercana. La lente gravitacional, a diferencia de todos los efectos anteriores, distorsiona la posición aparente y el número de galaxias de fondo.
Las RSD medidas en estudios de desplazamiento al rojo de galaxias se pueden utilizar como una sonda cosmológica por derecho propio, proporcionando información sobre cómo se formó la estructura en el Universo, [5] y cómo se comporta la gravedad a gran escala. [6]
Referencias
Citas específicas:
- ^ Jackson, JC (1972). "Una crítica de la teoría de Rees de la radiación gravitacional primordial". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 156 : 1P – 5P. arXiv : 0810.3908 . Código bibliográfico : 1972MNRAS.156P ... 1J . doi : 10.1093 / mnras / 156.1.1p .
- ^ Kaiser, Nick (1987). "Agrupación en espacio real y en espacio de desplazamiento al rojo" . Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 227 : 1-21. Código bibliográfico : 1987MNRAS.227 .... 1K . doi : 10.1093 / mnras / 227.1.1 .
- ^ McDonald, Patrick (2009). "Desplazamiento al rojo gravitacional y otras distorsiones del espacio de desplazamiento al rojo de la parte imaginaria del espectro de potencia". Revista de cosmología y física de astropartículas . 2009 (11): 026. arXiv : 0907.5220 . Código Bibliográfico : 2009JCAP ... 11..026M . doi : 10.1088 / 1475-7516 / 2009/11/026 . S2CID 119188837 .
- ^ Yoo, Jaiyul (2009). "Tratamiento completo de las estadísticas de dos puntos de la galaxia: efectos de lente gravitacional y distorsiones del espacio de desplazamiento al rojo". Physical Review D . 79 (2): 023517. arXiv : 0808.3138 . Código bibliográfico : 2009PhRvD..79b3517Y . doi : 10.1103 / physrevd.79.023517 . S2CID 73543566 .
- ^ Percival, Will J .; White, Martin (11 de febrero de 2009). "Prueba de formación de estructuras cosmológicas utilizando distorsiones de espacio de desplazamiento al rojo". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 393 (1): 297-308. arXiv : 0808.0003 . Código bibliográfico : 2009MNRAS.393..297P . doi : 10.1111 / j.1365-2966.2008.14211.x . S2CID 15066577 .
- ^ Raccanelli, A .; Bertacca, D .; Pietrobon, D .; Schmidt, F .; Samushia, L .; Bartolo, N .; Dore, O .; Matarrese, S .; Percival, WJ (25 de septiembre de 2013). "Prueba de gravedad utilizando distorsiones de espacio de corrimiento al rojo a gran escala". Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society . 436 (1): 89–100. arXiv : 1207.0500 . Código bibliográfico : 2013MNRAS.436 ... 89R . doi : 10.1093 / mnras / stt1517 . S2CID 9570774 .
Referencias generales:
- Sargento, Stephen; Universidad Abierta (2010). Cosmología observacional . Nueva York: Cambridge University Press . pag. 110. ISBN 9780521157155. Archivado desde el original el 1 de julio de 2013.
enlaces externos
- NED / IPAC - Estructura a gran escala (Alison L. Coil)
- Página Wiki de referencia del CCPP de la NYU