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Vía Láctea, ¿cómo viajas por el universo así?

Vía Láctea, ¿cómo viajas por el universo así?

Hogar, dulce hogar galáctico. Mark Garlick / Getty Images

Un artículo reciente en Nature Astronomy ofrece una explicación de por qué nuestra galaxia cruza el universo a la misma velocidad. Mi editor me pidió que resumiera los resultados. Había matemáticas en ese papel, amigos. Mucha matemática. Además, el diario mencionó un filtro de Wiener, y no estoy seguro, pero creo que mi editor me golpeó.

Además de los filtros Wiener (en realidad es un filtro de procesamiento de señal bien conocido diseñado para separar el ruido de la señal), los resultados son fascinantes, pero bastante densos. Aquí está lo que necesitas saber.

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Primero, el universo se está expandiendo. Probablemente ya lo sabías. La mayoría de las galaxias que podemos ver a nuestro alrededor se alejan de nosotros a una velocidad llamada constante de Hubble. Nombrada en honor al astrónomo Edwin Hubble, esta velocidad es de aproximadamente 160 kilómetros (100 millas) por segundo por millón de años luz. Ésta es la tasa de expansión estándar del universo.

Además de esta tasa de expansión estándar, tiene velocidades específicas asociadas con varias galaxias. Es por la gravedad. Es la más débil de las cuatro fuerzas fundamentales del universo, pero a escala cósmica tiene un gran impacto. La fuerza de la gravedad depende de la masa y la distancia. A medida que los objetos masivos se acercan unos a otros, ejercen una mayor atracción gravitacional entre sí. Aquí hay una actualización rápida sobre estas cuatro fuerzas críticas:

En este momento, la Vía Láctea se está acercando al centro de una enorme colección de galaxias llamada Laniakea. Es nuestro grupo doméstico. Pero aquí está lo curioso: basándonos en la masa y la distancia de las partes involucradas, solo podemos explicar parte del movimiento de nuestra galaxia. Es necesario agregar algo más para esto. ¿Qué podría ser?

La respuesta es la repulsión gravitacional, que es un poco confusa. Después de todo, la gravedad atrae, ¿verdad? Entonces, ¿cómo funciona esto?

Imagínese en medio de una habitación. Es el universo. Tienes un Hula-Hoop a tu alrededor. Unidas a la estructura, las cuerdas se extienden como radios desde un cubo a cada lado de la habitación. En el otro extremo de cada cuerda hay una persona. Las personas representan galaxias cercanas.

Todos en la habitación tienen el mismo tamaño y fuerza, lo que significa que todas las galaxias que te rodean tienen la misma masa y son equidistantes de ti. Cada persona toma una cuerda y comienza a tirar. Que te pasa ? No vas a ir a ninguna parte, porque todas las fuerzas se equilibran. El Hula-Hoop se suspenderá del suelo, pero no se moverá hacia un lado o hacia el otro.

Ahora imagine reemplazar a algunas de estas personas en un lado de la habitación con levantadores de pesas. Representan galaxias más grandes, que ejercen una atracción gravitacional más fuerte que las más pequeñas debido a su masa. Todo el mundo empieza a disparar. Esta vez, tú y el arco comienzan a moverse por el suelo hacia los levantadores de pesas. Pero la gente al otro lado de la habitación todavía está moviendo los hilos, así que no vas tan rápido como podrías si no hubiera nadie en ese lado de la habitación.

Aquí está la tercera y última analogía. Estás en esta misma habitación. Tiene tres o cuatro elevadores en un lado de la habitación, pero solo una persona de mediana estatura en el otro lado. Ahora, cuando se tire de las cuerdas, se moverá hacia los levantadores de pesas mucho más rápido porque hay menos resistencia.

Esto es repulsión gravitacional: una persona de estatura promedio representa un área escasa del universo que no puede ejercer una fuerte atracción gravitacional sobre nada. La gravedad no puede repeler nada porque es una fuerza de atracción. Pero si tiene un área subdensa del universo, ofrece menos resistencia, que en una escala cosmológica es lo mismo que repulsión. Lo que realmente está sucediendo es que áreas muy densas ejercen una atracción gravitacional innegable sobre su galaxia.

Esto es lo que vemos con la Vía Láctea. Una sección superdensa del universo ejerce una fuerte atracción gravitacional sobre nuestra galaxia, y hay una sección subdensa en el lado opuesto. Los científicos lo llaman repelente dipolar.

Lo más importante que hay que entender es que esta explicación responde a algunas preguntas persistentes que los científicos se han estado haciendo sobre la velocidad de nuestra galaxia moviéndose a través del universo. La segunda cosa más importante para recordar es que mi editor me hizo hacer muchas matemáticas para llegar aquí.

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