¿Por qué el universo cartografiado tiene forma de reloj de arena?

En primer lugar, el universo ciertamente no tiene la forma de un reloj de arena. Simplemente se ve así porque el gas y el polvo en el plano de nuestra galaxia obstruyen nuestra vista de cualquier cosa fuera de la galaxia en esas direcciones. Entonces, solo podemos ver otras galaxias (y objetos distantes similares) apuntando telescopios en algún ángulo con respecto al plano galáctico. Eso le da la forma de "reloj de arena": es simplemente porque esas son las únicas direcciones en las que podemos ver. En realidad, tenemos todas las razones para pensar que las galaxias están distribuidas más o menos uniformemente, una vez que miras una escala lo suficientemente grande.

La descripción del video no cita sus fuentes, pero sospecho que (alguna/la mayoría) de la información sobre las galaxias distantes proviene del Sloan Digital Sky Survey , que es AFAIK el estudio más completo de objetos en el universo fuera de nuestro propio cúmulo. de galaxias Es posible que desee consultar la información en su sitio web si está interesado en estas cosas.

Y siempre que cite fuentes, los últimos datos de CMB provienen del proyecto WMAP .

Alguien me corregirá si me equivoco, pero creo que la explicación es la siguiente:

Nuestro planeta es parte del sistema solar, que a su vez gira alrededor del centro de la Vía Láctea en uno de sus brazos espirales. Siempre que queramos mirar al espacio profundo en la dirección de estos brazos, tenemos que mirar a través de gruesas capas de polvo y otras estrellas de los diferentes brazos espirales que cruzará nuestra línea de visión. Básicamente, nuestra propia galaxia está impidiendo nuestra vista en ciertas direcciones. Entonces, los conos que ves son básicamente la dirección hacia arriba y hacia abajo con respecto al plano galáctico.

La respuesta correcta en realidad la da la persona que hizo la pregunta (así como Scott Wales), mientras que la mayoría de las respuestas anteriores son engañosas. La forma es de reloj de arena simplemente porque Sloan Digital Sky Survey y Field Sky Survey de 2 grados no mapearon todo el cielo, sino solo alrededor de 1/4 de él (para el SDSS). Por lo tanto, las otras direcciones aparecen oscuras en la visualización.

Por supuesto, no hay nada especial en las direcciones en las que miran estas encuestas. De hecho, existen otros estudios de galaxias que cubren casi todo el cielo, aunque supongo que no han producido visualizaciones sofisticadas. (Además, diferentes encuestas operan en diferentes longitudes de onda de luz y son complementarias en esta y otras formas).

Es cierto que la Vía Láctea obstruiría una parte del cielo, pero 1) esta es una pequeña fracción (aproximadamente el 20 % del cielo) y 2) si mostraras el cielo en la dirección de la Vía Láctea, en realidad aparecen brillantes, no negros, por razones obvias.

La visualización muestra una forma de "reloj de arena" porque lo estás mirando desde arriba. El diseño real de los puntos es como dos piezas de pastel puestas punto a punto. La visualización es de la distribución de galaxias en el universo a grandes distancias, y proviene del sondeo digital del cielo Sloan (SDSS) o del sondeo de corrimiento al rojo de galaxias de campo de 2 grados (2dfGRS).

Hacer estos gráficos requiere una gran cantidad de tiempo de telescopio, ya que para cada galaxia debes medir los espectros de la luz que emite con la precisión suficiente para obtener el corrimiento al rojo, que es una medida de qué tan lejos está. Por lo tanto, las encuestas no cubren todo el cielo, sino que se realizan como franjas, lo que lleva a la forma de pastel cuando se proyecta a través del universo. Para observar la estructura que se forma a partir de la distribución de galaxias, desea una muestra continua que abarque un amplio rango angular, que la franja da en una dirección. También quiere asegurarse de que no está muestreando una región especial del cielo, por lo tanto, se toma otra muestra del otro lado del cielo.

En resumen, la forma de la muestra se debe únicamente al formato de la encuesta, la estructura real de las galaxias llenará una esfera.

La razón intuitiva por la que hay una franja negra en el área correspondiente a donde se encuentra la Vía Láctea se explica en las otras respuestas, pero esto está lejos de ser el final de la historia.

En particular, ¿por qué no se muestra también en la imagen WMAP? Bueno, la respuesta corta es que sí . Pero lo que hacen (y lo que no se ha respondido en otras preguntas) es que escanean diferentes longitudes de onda de luz y eso les da suficiente información (usando varios métodos espectrales) para restar los efectos de la Vía Láctea (y también otros objetos que obstruir la vista).

Así que es obvio que uno realmente no puede decir que no vemos a través de la Vía Láctea. No vemos solo en el sentido estricto de "ver" como ver en el espectro visible de la luz, pero obviamente esto no es físico en absoluto. La luz visible no es especial solo porque nosotros, los humanos, tenemos ojos que la registran. Los astrónomos observan el universo en longitudes de onda muy diferentes (como la radiación de rayos X, los estallidos gamma, IR, UV y otros). E incluso esto sería demasiado estrecho. Observan todo tipo de partículas además de la luz. Los neutrinos son un tipo particular que, obviamente, no se ve muy afectado por nuestra galaxia.

Como se ha señalado, la Vía Láctea es la culpable de la forma de reloj de arena de los mapas del universo. Sin embargo, me gustaría señalar que, en el caso de las imágenes CMB y WMAP en las que se eliminó la contribución de la Vía Láctea, parece haber algunos problemas abiertos. Hay una muy buena conferencia dada en PI sobre el tema de las anomalías CMB inferidas de WMAP, que discute la posibilidad de que puedan tener algo que ver con la forma en que se sustrae la señal de la Vía Láctea. La conferencia es: Si el CMB tiene razón, es inconsistente con el Lambda CDM inflacionario estándar (2008, Glenn Starkman) y un artículo relevante: Anomalías de ángulo grande en el CMB