¿Por qué el Universo es anisotrópico para un observador que no se mueve?

Nuestro instructor del curso de cosmología dijo que

En un tiempo cósmico dado t = τ , los observadores comóviles definen una hipersuperficie similar al espacio Σ en el que el universo parece homogéneo e isótropo. Otro observador, que se mueve con una velocidad uniforme con respecto a la clase de observadores comóviles, encontrará que el universo es anisótropo. Una nave espacial intergaláctica que se mueve a gran velocidad vería la distribución galáctica de manera bastante diferente.

Tengo varias preguntas basadas en su declaración.

  1. ¿Qué quiere decir con "los observadores comóviles definen una hipersuperficie similar al espacio Σ ."?

  2. ¿Es que la homogeneidad y la isotropía del Universo son verdaderas solo para los observadores comóviles? ¿Si es así por qué?

re 1, vectores tangentes a Σ tienen una norma similar al espacio (es decir, positiva o negativa según la convención de signos del tensor métrico), re 2, la contracción de la longitud distorsionará la distribución de la materia

Respuestas (1)

La parte sobre la hipersuperficie similar al espacio es simplemente una forma compleja de decir que esos observadores pueden definir su propia noción de simultaneidad. Eligen un trozo de espacio y dicen "el valor del tiempo es el mismo en todas partes aquí. ¡HE HABLADO!". Por supuesto, tienen que definirlo de una manera que conserve la homogeneidad y la isotropía, pero siempre pueden hacerlo si realmente se están moviendo.

Cuando dice que los observadores que no se mueven verán el universo como anisótropo, esto se debe a la relatividad especial. Cualquier velocidad peculiar desplaza el CMB hacia el azul frente a usted y hacia el rojo detrás de usted. Además, la distribución de estructuras en el universo cambia cuando tienes una velocidad peculiar debido a cómo la contracción de la longitud altera la forma en que percibes las densidades relativas en varios ángulos desde tu dirección de movimiento. Podemos ver estos efectos desde la Tierra. Tanto los conjuntos de datos de WMAP como los de Planck tuvieron que eliminar la anisotropía dipolar de los datos de CMB debido a nuestra aproximadamente 360 k metro s 1 velocidad particular.