Así que leí los artículos de Wikipedia sobre WMAP y CMB en un intento de tratar de entender cómo los científicos pueden deducir la curvatura del universo a partir de las medidas del CMB.
El artículo Wiki sobre CMB explica simplemente lo siguiente:
Los picos contienen firmas físicas interesantes. La escala angular del primer pico [del espectro de potencia de la anisotropía de la temperatura de la radiación del fondo cósmico de microondas en términos de la escala angular] determina la curvatura del universo (pero no la topología del universo).
Realmente no veo, o simplemente no entiendo, por qué.
También busqué en Stackexchange preguntas similares, como esta , por ejemplo, pero en ese ejemplo, la respuesta marcada simplemente dice:
Entonces podemos ver los grumos del Universo observando la radiación de fondo cósmico de microondas en alta resolución.
...que en realidad no explica nada.
¿Alguien puede explicar en términos no matemáticos o matemáticos ligeros por qué estos datos pueden decirnos algo sobre la curvatura del universo?
Bien, aquí hay un breve resumen que es muy matemático (y también algo simplificado en exceso): la gran idea es comparar el tamaño de los grumos ahora con el tamaño de los grumos en ese momento cuando se generó el CMB, también llamado en el momento del desacoplamiento. . Medimos el tamaño de los bultos ahora mirando supercúmulos y vacíos de galaxias. Entonces podemos calcular la tasa de expansión del universo, si también medimos el tiempo y la distancia hasta el big bang (desacoplamiento). Desde Einsteins GR podemos convertir la tasa de expansión, y también los tamaños, distancias y tiempos en una curvatura. (También podemos asumir y usar algunas otras cosas, como la uniformidad aproximada y la simetría esférica). Si realmente puede explicar todo esto, incluida la parte GR, con una explicación matemática ligera, es mucho mejor hombre que yo, Charlie Brown.
Averiguar qué tan grandes son los bultos es la primera parte, luego medir qué tan grandes nos parecen los bultos es la segunda parte. Si se ven más grandes o más pequeños de lo que deberían, tienes un espacio curvo.
La respuesta está en el mismo artículo de Wikipedia, pero siento la necesidad de mencionar las anisotropías:
La anisotropía / ˌænaɪˈsɒtrəpi / es la propiedad de ser dependiente de la dirección , a diferencia de la isotropía. Un ejemplo de anisotropía es la luz que pasa por un polarizador. Un ejemplo de un material anisotrópico es la madera, que es más fácil de dividir a lo largo de su grano que a través de su grano.
En general, las anisotropías nos dan una idea de las fluctuaciones de densidad en el universo primitivo que forman la base (o semillas) de los cúmulos de materia densa (galaxias, etc.) en el universo. ¿Qué tan grandes son estas anisotropías (fluctuaciones)? Esa medida está relacionada con los parámetros del universo. La respuesta está en el párrafo anterior al párrafo que mencionaste. Esto :
La estructura de las anisotropías del fondo cósmico de microondas está determinada principalmente por dos efectos: oscilaciones acústicas y amortiguamiento de difusión (también llamado amortiguamiento sin colisión o amortiguamiento de seda). Las oscilaciones acústicas surgen debido a un conflicto en el plasma de fotones y bariones en el universo primitivo. La presión de los fotones tiende a borrar las anisotropías, mientras que la atracción gravitacional de los bariones, moviéndose a velocidades mucho más lentas que la luz, hace que tiendan a colapsarse para formar halos densos. Estos dos efectos compiten para crear oscilaciones acústicas que dan al fondo de microondas su estructura de pico característica. Los picos corresponden, aproximadamente, a resonancias en las que los fotones se desacoplan cuando un modo particular está en su amplitud máxima.
Aquí están los detalles necesarios. Alguna información sobre las Fluctuaciones de Densidad Primordial de Wikipedia:
Las propiedades estadísticas de las fluctuaciones primordiales se pueden deducir de las observaciones de anisotropías en el fondo cósmico de microondas y de las mediciones de la distribución de la materia , por ejemplo, estudios de corrimiento al rojo de galaxias. Dado que se cree que las fluctuaciones surgen de la inflación, tales mediciones también pueden establecer restricciones en los parámetros dentro de la teoría inflacionaria.
Tenga en cuenta que dice que estas medidas establecen restricciones en los parámetros, es decir, deben ser menores o mayores que algún valor. Se da y se da una opinión exacta utilizando diferentes técnicas y buscando las áreas comunes en los resultados.
Si hay algo que te molesta o no pude explicar bien, por favor menciónalo. :)
Cheekú