Las nuevas observaciones del Telescopio Webb son clave en nuestra comprensión del Big Bang

Bueno, comencemos Comience con lo obvio. los la gran explosión No muerto. Notas recientes de Telescopio espacial James Webb El Big Bang no ha sido refutado, a pesar de que algunos artículos populares afirman lo contrario. Si eso es todo lo que necesita escuchar, que tenga un gran día. Sin embargo, las últimas observaciones de Webb revelan algunas cosas extrañas e inesperadas sobre el universo, y si desea obtener más información, siga leyendo.

Comencemos con los rumores. ¿Qué pasa con los nuevos datos web que sugieren que el Big Bang está mal? El mismo tipo de datos que nos dio el Hubble hace años. En general, pensamos que la evidencia del Big Bang gira en torno a dos hechos: primero, que las galaxias distantes tienen un mayor corrimiento al rojo que las galaxias más cercanas; Y segundo, que el universo está lleno de un fondo cósmico de radiación de microondas.

El primero indica que el universo se está expandiendo en todas direcciones, mientras que el segundo indica que se encontraba en un estado muy caliente y denso. Estos dos son de tres esquinas De los datos que respaldan el Big Bang, el tercero es la abundancia relativa de elementos en el universo primitivo.

Pero estas observaciones son solo la base del modelo del Big Bang. Durante mucho tiempo nos hemos expandido a estas áreas para crear el Modelo estándar de cosmología, también conocido como modelo LCDM. Este es el universo que comenzó con el Big Bang y está lleno de materia, materia oscura y energía oscura. Todo, desde la aceleración de la expansión cósmica hasta la reunión de galaxias, respalda este modelo estándar. Y el modelo estándar hace predicciones sobre otras pruebas de control, para que podamos validarlas aún más. Aquí es donde entran las recientes acusaciones de la Gran Depresión.

JWST puede ver mucho más profundo que el telescopio Hubble. NASA, Agencia Espacial Europea, Leah Hostak (STScI)

Una de estas pruebas secundarias se conoce como prueba de brillo superficial de Tolman. Fue propuesto por primera vez en la década de 1930 por Richard C. Tolman y comparó el brillo aparente de una galaxia con su tamaño aparente. La relación entre el brillo y el volumen se conoce como luminancia superficial.

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En general, cuanto más grande sea una galaxia, más brillante debería ser, por lo que el brillo de la superficie de cada galaxia debería ser aproximadamente el mismo. Las galaxias distantes aparecerán más oscuras, pero también tendrán un tamaño aparente más pequeño, por lo que el brillo de la superficie seguirá siendo el mismo. La prueba de Tolman predice que en un universo estático que no se expande, el brillo de la superficie de todas las galaxias debería ser aproximadamente el mismo, independientemente de la distancia.

Esto no es lo que vemos. Lo que notamos es que las galaxias distantes son más tenues que las galaxias más cercanas. La cantidad de opacidad es proporcional a la cantidad de corrimiento al rojo en la galaxia. Podrías pensar que esto prueba que todas esas galaxias distantes se están alejando de nosotros, pero en realidad no es así. Si esas galaxias distantes estuvieran acelerando, tendrías dos efectos de oscurecimiento. Desplazamiento hacia el rojo y distancia cada vez mayor. La prueba de Tolman predice que en un universo simple en expansión, el brillo de la superficie de las galaxias debería disminuir en proporción al corrimiento al rojo. Y el Distancia: distancia. Sólo vemos trazas de corrimiento al rojo.

Este hecho ha llevado a algunos a proponer un universo estacionario en el que la luz pierde espontáneamente su energía con el tiempo. es como se llama La hipótesis de la luz cansadaEs muy popular entre los oponentes de Big Bang. Si el universo es estático y la luz está cansada, la prueba de Tolman predice exactamente lo que observamos. Y luego no hubo gran alboroto.

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En 2014, Eric Lerner et al. Publicó un artículo explicando exactamente este punto. Causó una ráfaga de «Big Bang Dead!» Artículos en medios populares. Las recientes acusaciones de que Webb mató al Big Bang comenzaron con un famoso artículo del propio Eric Lerner. Aqui estamos. Para ser justos, en 2014, las observaciones del Hubble respaldaron la afirmación de Lerner, al igual que las observaciones recientes de Webb. Pero lo que Lerner omitió fácilmente de su artículo son las notas de Hubble y Webb. además Compatibilidad con el modelo LCDM.

Un concepto erróneo común es que los desplazamientos al rojo prueban que las galaxias se están alejando de nosotros. Ellos no son. Las galaxias distantes no están acelerando a través del espacio. El espacio mismo se está expandiendo, poniendo más distancia entre nosotros. Es una pequeña diferencia, pero significa que el corrimiento al rojo de la galaxia es causado por la expansión cósmica, no por el movimiento relativista. Esto también significa que las galaxias distantes parecen ser un poco más grandes de lo que serían en un universo estacionario. Es lejano y pequeño, pero la expansión del espacio da la ilusión de que es más grande. Como resultado, el brillo de la superficie de las galaxias distantes se atenúa solo en proporción al corrimiento al rojo.

El corrimiento al rojo cósmico no es causado por el efecto Doppler. se le atribuye:

Por supuesto, sabemos que la luz cansada es incorrecta debido al fondo cósmico de microondas. El universo ligero, inmóvil y cansado no tendría calor residual de una bola de fuego primordial. Sin mencionar el hecho de que las galaxias distantes se verían abarrotadas (no es así), y las supernovas distantes no se estirarían por la expansión cósmica (lo son). El único modelo que respalda toda la evidencia es el Big Bang. El argumento de Lerner es antiguo y ha sido refutado durante mucho tiempo.

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Dicho esto, el Telescopio Espacial James Webb ha encontrado algunas cosas inusuales. Más importante aún, encuentra más galaxias y más galaxias más lejos de lo que debería, y eso podría conducir a algunos cambios revolucionarios en nuestro modelo estándar.

Nuestro entendimiento actual es que después del Big Bang, el universo pasó por un período conocido como la Edad Oscura. Durante este período, la primera luz del universo se desvaneció y las primeras estrellas y galaxias aún no se habían formado. Webb es tan sensible que puede ver algunas de las galaxias más pequeñas que se formaron justo después de la Edad Media. Esperamos que estas galaxias jóvenes sean menos numerosas y estén menos desarrolladas que las galaxias posteriores. Pero las observaciones de Webb encontraron galaxias muy desplazadas hacia el rojo, muy comunes y sorprendentemente maduras.

Es el tipo de datos tentadores e inesperados que los astrónomos esperaban obtener. Es por eso que queríamos construir el Telescopio Webb en primer lugar. Nos dice que aunque el modelo del big bang no está equivocado, algunas de nuestras suposiciones al respecto pueden estarlo.

Este artículo fue publicado originalmente universo hoy por Brian Coberlin. Leer el El artículo original está aquí.

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